如图所示,相互垂直的导轨OM和ON水平固定放置,其电阻不计。粗细均匀的导体棒AB单位长度的电阻r0=0.2Ω/m,可在导轨上无摩擦地滑动。AB位于O点,且与OM和ON之间的夹角均为45º。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。从t=0时刻起,AB以v=2m/s的速度平行于ON匀速向右运动。导体棒与导轨都足够长。求(结果可用根号表示) (1)5秒内电路中产生的平均感应电动势 (2)4秒内通过导体棒AB的电荷量 (3)10秒内电路中产生的热量
质量为m=2kg的物体原静止在粗糙水平面上, 现对该物体施加一与水平方向夹角θ=37º的斜向上拉力F=10N,如图所示,经t=10s后撤去力F,再经过一段时间,物体又静止,已知物体运动过程中的最大速度是5m/s。(sin37º=0.6)求: (1)物体与水平面间的动摩擦系数μ是多少? (2)物体运动的总位移是多少?(g取10m/s2。)
如图甲所示,建立x0y坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为L,第Ⅰ、Ⅳ象限分布着匀强磁场,方向垂直于x0y平面向里。位于极板左侧的粒子源可沿x轴向右发射质量为m、电量为q、速度相同、重力不计的带正电粒子。在0~3t0时间内两极板所加电压如图乙所示。已知,若粒子在t=0时刻射入,将恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、L、t0为已知量,且忽略粒子间的相互影响。求: (1)电压U0的大小; (2)匀强磁场的磁感应强度B; (3)0~3t0时间内何时射入的粒子在磁场中运动的时间最短,并求出此最短时间。
如图所示是磁动力电梯示意图,即在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道,轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场和,==1.0T,和的方向相反,两磁场始终竖直向上做匀速运动,电梯轿厢固定在图示的金属框abcd内,并且与之绝缘。已知电梯载人时的总质量为,所受阻力,金属框垂直轨道的边长,两磁场的宽度均与金属框的边长相同,金属框整个回路的电阻,g取。已知电梯正以的速度匀速上升,求: (1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向; (2)磁场向上运动速度的大小; (3)该电梯的工作效率。
如图所示,竖直放置的半径的光滑半圆形细管与水平地面平滑相接,接触处静止一质量的小球A,另一质量的小球B静止于A右侧。现给小球B一水平向左的瞬时冲量,后经B与 A相碰,碰后瞬间二者结为一体,恰好能沿细管运动至最高点。已知小球B与水平地面间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2。 (1)A、B结合体刚进入圆轨道时对轨道的压力; (2)小球B在瞬时冲量作用后的速度。
如图所示:轻弹簧一端连于固定点O,可在竖直平面内自由转动;另一端连接一带电小球P,其质量kg,电荷量q=0.2C。将弹簧保持原长拉至水平后,以初速度竖直向下射出小球P,小球P到达O点的正下方点时速度恰好水平,其大小v=15m/s。若、相距R=1.5m,小球P在点与另一由细绳悬挂的、不带电的、质量kg的静止绝缘小球N相碰。碰后瞬间,小球P脱离弹簧,小球N脱离细绳,同时在空间加上竖直向上的匀强电场E和垂直于纸面的磁感应强度B=lT的匀强磁场。此后,小球P在竖直平面内做半径r=0.5m的匀速圆周运动。小球P、N均可视为质点,小球P的电荷量保持不变,不计空气阻力,取。则。 (1)判断小球P所带电性,并说明理由。 (2)弹簧从水平摆至竖直位置的过程中,其弹性势能变化了多少? (3)请通过计算并比较相关物理量,判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。