核聚变反应需要几百万度以上的高温,为把高温条件下高速运动的离子约束在小范围内(否则不可能发生核反应),通常采用磁约束的方法(托卡马克装置).如图所示,环状匀强磁场围成中空区域,中空区域中的带电粒子只要速度不是很大,都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内.设环状磁场的内半径为R1,外半径为R2,磁场的磁感强度为B,若被束缚带电粒子的比荷为q/m,中空区域内带电粒子具有各个方向的速度.求:(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度.(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度.
(9分)如图所示,光滑轨道固定在竖直平面内,其中BCD为细管,AB只有外轨道,AB段和BC段均为半径为R的四分之一圆弧.一小球从距离水平地面高为H(未知)的管口D处静止释放,最后恰能够到达A点,并水平抛出落到地面上.求: (1) 小球到达A点速度vA; (2) 平抛运动的水平位移x; (3) D点到水平地面的竖直高度H.
(6分)在以角速度ω=2 rad/s绕竖直转轴匀速转动的水平圆盘上有一质量m=5 kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2 m,滑块跟随圆盘做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动).求: (1) 滑块运动的线速度大小; (2) 滑块受到静摩擦力的大小和方向.
(6分)在平直公路上,一辆质量m=1 600 kg的汽车以速度v0=12 m/s匀速前进,遇紧急情况刹车后,做匀减速直线运动,经过时间t=1.5 s停止.求: (1) 刹车时汽车加速度a的大小; (2) 开始刹车到停下,汽车发生的位移x; (3) 刹车时汽车受到的阻力.
分一根长为0.20m的直导线,垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线受到的安培力大小为0.08N,则: (1).磁场的磁感应强度为多大? (2).当导线中的电流增大为2A时,导线受到的安培力为多大?
分下表为某电热水壶铭牌上的一部分内容。若电热水壶正常工作时,根据表中的信息,求:
(1)通过电热水壶的电流; (2)电热水壶工作120s产生的热量。