(15分)如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计。两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B. (1)如果两条导轨皆光滑,让固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少? (2)如果将ab与同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?
在平面直角坐标系中,的区域存在着电场强度大小均为E的匀强电场,的部分电场沿x轴正向,的区域电场沿x轴负向。的区域存在一个矩形的垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一个电荷量为q的正电荷从靠近y轴的第一象限内M点沿y轴负方向以初速度开始运动,恰好从N点进入磁场。已知电荷质量为m且不计重力,OM=2ON。 (1)N点坐标; (2)若粒子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少; (3)在(2)的前提下,该粒子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。
(14 分)有一条模拟索道长30米,倾斜角度设计为37°,使用质量m=50kg的吊环分析下滑过程。 (1)实验过程中,吊环从顶端静止释放,经过到达到索道底端,则吊环到达底端底时它所受重力的功率为多少? (2)吊环与索道之间的动摩擦因数为多少? (3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于索道方向的恒力F,由静止释放吊环后保持它的加速度大小a=1m/s2,且沿索道向下运动,则这样的恒力F的大小为多少?(g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
如图所示,带电平行金属板相距为2R,在两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,与两板及左侧边缘线相切。一个带正电的粒子(不计重力)沿两板间中心线O1O2从左侧边缘O1点以某一速度射入,恰沿直线通过圆形磁场区域,并从极板边缘飞出,在极板间运动时间为t0。若撤去磁场,粒子仍从O1点以相同速度射入,则经t0/2时间打到极板上。 (1)求极板长度L和粒子的初速度v0; (2)求两极板间电压U和粒子的比荷q/m; (3)若两极板不带电,保持磁场不变,该粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入,欲使粒子从两板间飞出,求射入的速度应满足条件。(已知tan2θ =2tanθ/(1-tan2θ)
如图所示,一个可视为质点的物块,质量为m=2 kg,从四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下,到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带,且恰好不滑出传送带。传送带由一电动机驱动着匀速向左运动,速度大小为v="3" m/s.已知圆弧轨道半径R="0.8" m,皮带轮的半径r="0.2" m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,两皮带轮之间的距离为L="6" m,重力加速度g="10" m/s2。求: (1)物块第一次滑下经过圆弧轨道底端时对轨道的作用力及在传送带上留下的痕迹的长度; (2)经过很长时间之后,圆弧轨道对物块总共做了多少功。
如图所示,固定在竖直平面内半径为R的四分之一光滑圆弧轨道与水平光滑轨道平滑连接,A、B二个滑块质量均为m,B静止在光滑水平轨道上的图示位置。滑块A从圆弧上的P点由静止滑下(P点处半径与水平面成30°角),与B发生正碰并粘合向右运动。求A、B粘合后的速度大小。