平面直角坐标系中,第1象限存在沿轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于轴射入电场,经轴上的N点与轴正方向成60º角射入磁场,最后从轴负半轴上的P点与轴正方向成60º角射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求: (1)粒子在磁场中运动的轨道半径R; (2)粒子从M点运动到P点的总时间; (3)匀强电场的场强大小E。
某人在离地高H="15" m的屋顶将手伸出屋檐,以初速度V0=10m/s竖直向上抛出一小球,不考虑空气阻力的影响,它抛出以后运动的过程中,求: (1)小球抛出后离地面的最大高度是多少? (2)小球经多长时间落到地上? (3)小球落地的速度大小是多少?(g取10 m/s2)
如图,水平面内有一光滑金属导轨,其 MN 、 PQ 边的电阻不计, MP 边的电阻阻值 R=1.5Ω , MN 与 MP 的夹角为 135° , PQ 与 MP 垂直, MP 边长度小于 1m 。将质量 m=2kg ,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与 MP 平行。棒与 MN 、 PQ 交点 G 、 H 间的距离 L=4m .空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度 B=0.5T 。在外力作用下,棒由 GH 处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。
(1)若初速度 v 1 =3m/s ,求棒在 GH 处所受的安培力大小 F A 。
(2)若初速度 v 2 =1.5m/s ,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间 Δt 。
(3)在棒由 GH 处向左移动 2m 到达 EF 处的过程中,外力做功 W=7J ,求初速度 v 3 。
如图,一对平行金属板水平放置,板间距为 d ,上极板始终接地。长度为 d 2 、质量均匀的绝缘杆,上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动,下端固定一带正电的轻质小球,其电荷量为 q 。当两板间电压为 U 1 时,杆静止在与竖直方向 OO` 夹角 θ=30° 的位置;若两金属板在竖直平面内同时绕 O 、 O` 顺时针旋转 α=15° 至图中虚线位置时,为使杆仍在原位置静止,需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:
(1)绝缘杆所受的重力 G ; (2)两板旋转后板间电压 U 2 。 (3)在求前后两种情况中带电小球的电势能 W 1 与 W 2 时,某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变,电场力不做功,因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确,计算该电势能;你若认为该同学的结论错误,说明理由并求 W 1 与 W 2 。
如图,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为 θ 的固定斜面,斜面上放一质量为 m 的光滑球。静止时,箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为 a 的匀减速运动直至静止,经过的总路程为 s ,运动过程中的最大速度为 v 。
(1)求箱子加速阶段的加速度大小 a` 。
(2)若 a>gtanθ ,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。
如图,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为 280K 时,被封闭的气柱长 L=22cm ,两边水银柱高度差 h=16cm ,大气压强 p 0 = 76cmHg 。 (1)为使左端水银面下降 3cm ,封闭气体温度应变为多少? (2)封闭气体的温度重新回到 280K 后,为使封闭气柱长度变为 20cm ,需向开口端注入的水银柱长度为多少?