(10分)如图所示,水平放置的两平行金属导轨相距L=0.50 m,左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面向下,长也为0.50 m的导体棒ac垂直放在导轨上,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.当ac棒以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:(1)ac棒中感应电动势的大小;(2)回路中感应电流的大小;(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力的大小和方向.
如图所示,水平轨道上轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块 (可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿光滑半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道,最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点。若物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,R=l=1m,A到B的竖直高度h=1.25m,取g=10m/s2. (1) 求物块到达Q点时的速度大小; (2) 判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动; (3) 求物块水平抛出的位移大小.
如图所示在竖直平面内建立直角坐标系XOY,OY表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿OX轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为、质量为的小球从坐标原点O沿Y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,其坐标为(1.6,3.2),不计空气阻力,g取10m/s2。 (1)指出小球带何种电荷 (2)求小球的初速度和匀强电场的场强大小 (3)求小球从O点抛出到落回X轴的过程中电势能的改变量
匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形。AB=4cm,BC=3cm,把电荷量为q=-2×10-10C的点电荷从A点移到B时,电场力做功4.8×10-8J,从B点移到电C点时,克服电场力做功4.8×10-8J,若取B点的电势为零,求A、C两点的电势和场强的大小及方向。(要求方向在图中画出)
用30cm的细线将质量为m=4×10-3㎏的带电小球P悬挂在O点下,当空中有方向为水平向右,大小为E=1×104N/C的匀强电场时,小球偏转37°后处在静止状态。 (1)分析小球的带电性质 (2)求小球的带电量 (3)求细线的拉力
如图所示,金属棒a从高为h处由静止沿光滑的弧形导轨下滑进入光滑导轨的水平部分,导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中。在水平部分原先静止有另一根金属棒b,已知ma=2m,mb=m,整个水平导轨足够长,并处于广阔的匀强磁场中,假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰,重力加速度为g。求: (1)金属棒a刚进入水平导轨时的速度; (2)两棒的最终速度; (3)在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能。