如图所示,粗糙水平面与半径的光滑圆弧轨道相切于点.静止于处的物体在大小为10、方向与水平面成37°角的推力作用下沿水平面运动,到达点时立刻撤去,物体沿光滑圆弧向上冲并越过点,然后返回经过处的速度.已知,,,.不计空气阻力.求:(1)物体到达点时对轨道的压力;(2)物体与水平面间的动摩擦因数.
如图所示:在真空中,半径为的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,在磁场右侧有一对平行金属板和,两板间距离为,板长为,板的中心线与磁场的圆心在同一直线上,有一电荷量为、质量为的带电的粒子,以速度从圆周上的点沿垂直于半径并指向圆心的方向进入磁场平面,当从圆周上的点水平飞出磁场时,给、板加上如下图所示电压,最后粒子刚好以平行于板的速度,从板的边缘飞出(不计粒子重力),求(1)磁场的磁感应强度;(2)求交变电压的周期和电压的值;(3)若时,该粒子从、板右侧沿板的中心线仍以速率向左射入、之间,求粒子从磁场中射出的点到点的距离?
如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距,电阻,导轨上静止放置一质量、电阻的金属杆,导轨电阻忽略不计,整个装置处在磁感应强度的匀强磁场中,磁场的方向竖直向下,现用一外力沿水平方向拉杆,使之由静止起做匀加速运动并开始计时,若5s末杆的速度为2.5m/s,求:(1)5s末时电阻上消耗的电功率;(2)5s末时外力的功率.(3)若杆最终以8m/s的速度作匀速运动,此时闭合电键S,射线源Q释放的粒子经加速电场C加速后从孔对着圆心进入半径的固定圆筒中(筒壁上的小孔只能容一个粒子通过),圆筒内有垂直水平面向下的磁感应强度为的匀强磁场。粒子每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移,也无机械能损失,粒子与圆筒壁碰撞5次后恰又从孔背离圆心射出,忽略粒子进入加速电场的初速度,若粒子质量,电量,则磁感应强度多大?若不计碰撞时间,粒子在圆筒内运动的总时间多大?
如图所示,相距的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场的场强方向竖直向下,PT下方的电场的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为的PQ区域内,连续分布着电量为、质量为的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度沿水平方向垂直射入匀强电场中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求:(1)电场强度与;(2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?(3)有一边长为、由光滑绝缘壁围成的正方形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于,磁感应强度的大小还应满足什么条件?
冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意如图。比赛时,运动员从起滑架处推着冰壶出发,在投掷线处放手让冰壶以一定的速度滑出,使冰壶的停止位置尽量靠近圆心。为使冰壶滑行得更远,运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面,使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为,用毛刷擦冰面后动摩擦因数减小至。在某次比赛中,运动员使冰壶在投掷线中点处以的速度沿虚线滑出。为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心点,运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少。(取)
如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率,为负的常量。用电阻率为,横截面积为的硬导线做成一边长为的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求:
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框的作用力的大小随时间的变化率。