如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,MN为半径、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平。PQ为待检验的固定曲面,该曲面为在竖直面内截面半径的圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于MN轨道的上端点N,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过N点,水平飞出后落到PQ上的S点,取g =10m/s2。求:(1)小球到达N点时速度的大小;(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能的大小;(3)钢珠落到圆弧PQ上S点时速度的大小。
如图甲,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ = 30°角固定,M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B = 0.5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆a b,测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R,得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L = 2m,重力加速度g取l0m/s2,轨道足够长且电阻不计。(1)当R = 0时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势E的大小及杆中的电流方向;(2)求金属杆的质量m和阻值r;(3)当R = 4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功W。
图甲所示,水平放置的线圈匝数n=200匝(图中只画2匝示意),直径d1=40 cm,电阻r=2 Ω,线圈与阻值R=6 Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20 cm的圆形有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求:(1) 电压表的示数;(2) 若撤去原磁场,在图中直的虚线的右侧空间加磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场,方向垂直纸面向里,试证明将线圈向左拉出磁场的过程中,通过电阻R上的电荷量为定值,并求出其值.
在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿负x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿正y方向飞出。 (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ; (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为,该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?
如图所示,光滑绝缘的水平面上有一网状结构的板OA与水平成为30°倾角放置,其左端有一竖直档板,挡板上有一小孔P,已知OA板上方有方向竖直向上、场强大小为E=5V/m的匀强电场,和垂直纸面向外的、磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场,现有一质量为m=带电量为q=+的带电小球,从小孔P以速度v=2m/s水平射入上述电场、磁场区域,之后从OA板上的M点垂直OA方向飞出上述的电磁场区域后而进入下方的电磁场区域 ,OA板下方电场方向变为水平向右,电场强度大小为,当小球碰到水平地面时立刻加上匀强磁场,磁感应强度大小仍为B=1T,方向垂直纸面向里。小球与水平地面相碰时,竖直方向速度立刻减为零,水平方向速度不变,小球运动到D处刚好离开水平地面,然后沿着曲线DQ运动,重力加速度为g=10m/s2,小球在水平地面上运动过程中电量保持不变,不计摩擦。(1)求小球在OA上方空间电磁场中运动时间;(2)求小球从M运动到D的时间;(3)若小球在DQ曲线上运动到某处时速率最大为vm,该处轨迹的曲率半径(即把那一段曲线尽可能的微分,近似一个圆弧,这个圆弧对应的半径即曲线上这个点的曲率半径)。求vm与的函数关系。
如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在x>0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d =2m。一质量m = 6.4×10-27kg、电荷量q = -3.2×10-19C的带电粒子从P点,其坐标为(0 , 1m)以速度V = 4×104m/s,沿x轴正方向进入电场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求: (1)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;(2)若只改变上述电场强度的大小,且电场左边界的横坐标x′处在范围内,要求带电粒子仍能通过Q点,求此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。