如图所示,玩具射击枪水平放置,玩具枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目标靶中心之间的水平距离s="5" m,子弹射出的水平初速度v为10 m/s,不计空气阻力,重力加速度g为10 m/s2,(靶足够大)求:(1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶;(2)子弹击中目标靶的位置与靶中心的距离h;(3)子弹击中目标靶时,子弹的速度大小。
在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系。一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P(,0)由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q(0,-)的瞬间,撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大。已知重力加速度为g。求:(1)匀强电场的场强E的大小;(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?
(18分)如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为,电场左边界与y轴重合,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从坐标原点O点以速度沿垂直电场方向射入电场,在电场中的偏转位移为,从B(图中未画出)点由电场射入磁场,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:(1)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B; (2)粒子在电、磁场中运动的总时间及C点坐标;
如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.求:(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1;(2)写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式;(3)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.0875J,求此过程拉力所做的功。
(12分)在如图所示的直角坐标系xoy中,矩形区域oabc内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.0×10-2T;第一象限内有沿-y方向的匀强电场,电场强度大小为E=1.0×105N/C.已知矩形区域oa边长为0.60m,ab边长为0.20 m.在bc边中点N处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为m/s的某种带正电粒子,带电粒子质量m=1.6×10-27kg,电荷量为q=+3.2×10-19kg,不计粒子重力,求:(计算结果保留两位有效数字)(1)粒子在磁场中运动的半径;(2)从x轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短路程为多少?(3)放射源沿-x方向射出的粒子,从射出到从y轴离开所用的时间.
(10分)如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,一根长为l的不可伸长的细绳,一端固定在拉力传感器A上,另一端系一质量为m的小球.x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉,P点与传感器A相距.现拉小球使细绳绷直并处在水平位置,然后由静止释放小球,当细绳碰到钉子后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度大小为g,求:(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg,求此时小球的速度大小;(2)传感器A与坐标原点O之间的距离;(3)若小球经过最低点时绳子恰好断开,请确定小球经过y轴的位置.