(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?
(16分)如图所示,在xoy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L,)的A点静止释放。 ⑴求粒子第一次通过y轴时速度大小; ⑵求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度; ⑶现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B大小取值范围。
(16分)如图所示,水平传送带上A、B两端点间距L=4m,半径R=1m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v0=4m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量m=1kg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。 ⑴求滑块到达B端的速度; ⑵求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量; ⑶仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。
(15分)如图所示,相距L=0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置,一端与阻值R=0.15Ω的电阻相连,导轨处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面。质量m=0.1kg、电阻r=0.05Ω的金属棒置于导轨上,并与导轨垂直。t=0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0=2m/s、加速度a=1m/s2沿导轨向右匀加速运动。求: ⑴t=1s时回路中的电流; ⑵t=1s时外力F大小; ⑶第1s内通过棒的电荷量。
一静止的铀核U(原子质量为232.0372u)放出一个带电粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.0287u)。 ①该过程的衰变方程为; ②求该衰变过程中放出的核能(1u相当于931MeV,结果保留2位有效数字)。
如图用某种折射率较大的透光物质制成的直角三棱镜ABC,其中∠B=30°。在垂直AC面的直线MN上插两枚大头针P1、P2,在AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像被P2的像挡住,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,记下P3、P4和三棱镜的位置,移去大头针和三棱镜,过P3、P4作直线与AB面交于D,量出该直线与AB面间的夹角为45°。 ①在图中画出完整的光路图; ②求该物质的折射率。