如图所示,在竖直平面内,光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点,在圆心处有一固定的正点电荷,B点为AC的中点,C点位于圆周最低点。现有一质量为m、电荷量为q套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑。已知重力加速度为g,A点距过C点的水平面的竖直高度为3 R,小球滑到B点时的速度大小为2。求:(1)小球滑至c点时的速度的大小;(2)A、B两点间的电势差;(3)若以C点做为参考点(零电势点),试确定A点的电势。
如图所示,圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ。区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1。平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面,放置在坐标y=-2.2R的位置。一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(-R,0)的A点沿x正方向射入区域Ⅰ,当区域Ⅱ内无磁场时,粒子全部打在荧光屏上坐标为(0,-2.2R)的M点,且此时,若将荧光屏沿y轴负方向平移,粒子打在荧光屏上的位置不变。若在区域Ⅱ内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2,上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,则粒子全部打在荧光屏上坐标为(0.4R,-2.2R)的 N点。求:(1)打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小。(2)在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向。(3)若将区域Ⅱ中的磁场撤去,换成平行于x轴的匀强电场,仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ的粒子恰好也打在荧光屏上的N点,则电场的场强为多大?
如图甲所示,在竖直平面内有一个直角三角形斜面体,倾角θ为300,斜边长为x0,以斜面顶部O点为坐标轴原点,沿斜面向下建立一个一维坐标x轴。斜面顶部安装一个小的定滑轮,通过定滑轮连接两个物体A、B(均可视为质点),其质量分别为m1、m2,所有摩擦均不计 ,开始时A处于斜面顶部,并取斜面底面所处的水平面为零重力势能面,B物体距离零势能面的距离为x0/2;现加在A物体上施加一个平行斜面斜向下的恒力F,使A由静止向下运动。当A向下运动位移x0时,B物体的机械能随x轴坐标的变化规律如图乙,则结合图象可求:(1)B质点最初的机械能E1(2)上升x0时B物体的速度大小;(3)恒力F的大小。
如图甲所示,足够长的光滑U形导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,其宽度L =1m,所在平面与水平面的夹角为θ=53o,上端连接一个阻值为R=0.40 Ω的电阻.今有一质量为m=0.05kg、有效电阻为r=0.30 Ω的金属杆ab沿框架由静止下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,其沿着导轨的下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g=10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响),试求:(1)磁感应强度B的大小;(2)金属杆ab在开始运动的1.5 s内,,通过电阻R的电荷量;(3)金属棒ab在开始运动的1.5 s内,电阻R上产生的热量。
如图所示是某次四驱车比赛的轨道某一段。小明控制的四驱车(可视为质点),质量m=1.0kg,额定功率为P=7W。小明的四驱车到达水平平台上A点时速度很小(可视为0),此时启动四驱车的发动机并直接使发动机的功率达到额定功率,一段时间后关闭发动机。当四驱车由平台边缘点飞出后,恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道。已知AB间的距离L=6m,BF间高度差h=0.8m,圆轨道的半径R=1m,∠COD=53°,四驱车在AB段运动时的阻力恒为1N。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:(1)求四驱车到达C点时的速度大小;(2)发动机在水平平台上工作的时间;(3)四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小。
如图所示,竖直面内有半径为R=1.25m的光滑四分之一圆弧PQ,其中Q点为圆弧与光滑绝缘的水平面QN相切的圆弧上的点。PQ中的QM段长L1未知,MN段长L2=5m,其所在区域有水平向右的匀强电场E,N处有一弹性挡板,物体与其相撞无能量损失。质量都为m=1kg的A、B滑块分别在P、M点上,其中B带正电,电量为q。现自由释放A,当其运动到Q点时,给B一水平向右的初速度v0=3m/s。已知A、B相碰会粘合在一起,g取10m/s2,m/s2,。(1)求A运动到Q点时轨道对A的支持力N的大小;(2)L1取某值时,滑块A能返回弧面,且有最大上升高度h,求L1和h;(3)L1取何值时,滑块A、B被约束在电场区域内。