如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的倍。取g=10m/s2。(1)H的大小?(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由。(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?
用长L的绝缘细线栓住一个质量为,带电量为的小球,线的另一端栓在水平向右的匀强电场中,开始时把小球、线拉到和在同一水平面上的点(线拉直),让小球由静止开始释放,当摆线摆到与水平线成角到达点时,球的速度正好为零。 求:(1)、两点的电势差;(2)匀强电场的场强;(3)小球运动到点时细线上的拉力大小;
图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在x轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不计重力。 (1)求上述粒子的比荷; (2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场; (3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形。
如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距L为1m,电阻不计。导轨所在的平面与磁感应强度B为1T的匀强磁场垂直。质量m=0.2 kg、电阻r=1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触,导轨的上端有阻值为R=3Ω的灯泡。金属杆从静止下落,当下落高度为h=4m后灯泡保持正常发光。重力加速度为g=10m/s2。求: (1)灯泡的额定功率; (2)金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量; (3)金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能.
真空中存在空间范围足够大的,水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°= 0.6, cos37°= 0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。求运动过程中 (1)小球受到的电场力的大小及方向; (2)小球从抛出点至最高点的电势能变化量;
如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于纸面向里。X轴下方有一匀强电场,电场强度为E、方向与y轴的夹角θ=45°且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点(图中未画出)进入电场区域,离子经C点时的速度方向与电场方向相反。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大, 求: (1)C点的坐标; (2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间; (3)回答:离子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程在做什么运动。并大致画出离子前四次穿越x轴在磁场和电场区域中的运动轨迹。