如图所示,ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5 A的电流时,质量为3.6 kg的金属棒MN沿导轨做匀速运动;当棒中电流增大到8 A时,棒能获得2 m/s2的加速度.求匀强磁场的磁感应强度的大小.
(16分)滑跃式甲板是航母比较常用的一种形式,是蒸汽弹射器的一种替代方案,主要借由甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞,包括跑道部分和滑跃甲板部分,我国的航母训练舰就是采用滑跃式甲板.如图所示,设某航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6×102m的水平跑道和长度为l2=20m的倾斜跑道两部分组成.水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0m.—架质量为m=2。0×104kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.2×105N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到跑道与空气的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍.假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,取g = 10m/s2.(不计拐角处的影响)求:(1)飞机在水平跑道末端时推力的功率;(2) 飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小.
如图甲所示,在xOy坐标平面的第一象限(包括x、y轴)内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面且随时间做周期性变化的匀强磁场,如图乙所示,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。在y轴左侧有一对竖直放置的平行金属板M、N,两板间的电势差为U0。一质量为m、电量为q的带正电粒子(重力和空气阻力均忽略不计),从贴近M板的中点无初速释放,通过N板小孔后从坐标原点O以某一速度沿x轴正方向垂直射入磁场中,经过一个磁场变化周期T0(T0未知)后到达第一象限内的某点P,此时粒子的速度方向恰好沿x轴正方向。(1)求粒子进入磁场作匀速圆周运动时的运动半径;(2)若粒子在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子在P点纵坐标的最大值ym及相应的磁场变化周期T0的值;(3)若在上述(2)中,第一象限内y=ym处平行x轴放置有一屏幕,如图甲,磁场变化周期为上述(2)中T0,但M、N两板间的电势差U可以在U0<U<9U0范围内变化,粒子仍在t=0时刻从O点射入磁场中,求粒子可能击中的屏幕范围。
在水平方向的匀强电场中有一段表面光滑的圆形绝缘杆ABC、圆心为O点,半径为R=m, A、O两点等高,C、O两点的连线与竖直方向成θ=45°角C点到斜面的距离L=m,斜面倾角为α=45°,如图所示。有一质量m=" 500" g的带负电小环套在直杆上,所受电场力的大小等于其重力大小,小环由A点静止开始沿杆下滑,飞出C点后撞上斜面某点。(已知≈1.4,g取10 m/s2)求:(1)小环到C点的速度大小;(2)小环由C点抛出到撞击斜面所经历的时间和撞击点与C点的距离。(保留两位有效数字)
如图所示,一根内壁光滑的直角三角形玻璃管子处于竖直平面内,倾斜角为θ= 37°,让两个小球分别从顶点A由静止开始出发,一个球沿AC滑下,到达C所用的时间为t1,另一个球竖直自由下落经过B到达C,所用的时间为t2,在转弯处有个极小的光滑圆弧,可确保小球转弯时无机械能损失,且转弯时间可以忽略不计。问:(1)计算t1∶ t2的值;(2)若用同样的玻璃管把ABC轨道改为如图所示的ADEFC(在转弯处均有个极小的光滑圆弧),仍让小球从A静止开始运动,依次通过D、E、F后到达C点所用时间为t3,试定性说明t3和t1、t2的大小关系。
在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A用长H=50 m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m=50 kg的被困人员B,直升机A和被困人员B以v0=10 m/s的速度一起沿水平方向匀速运动,如图甲所示.某时刻开始收悬索将人吊起,在5 s时间内,A、B之间的竖直距离以l=50-t2(单位:m)的规律变化,取g=10 m/s2.(1)求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小.(2)直升机在t=5 s时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B尽快运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)