如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道,B点为水平面与轨道的切点,在离B距离为x的A点,用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力,质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点:(1)求推力对小球所做的功。(2)x取何值时,完成上述运动推力所做的功最少?最小功为多少。(3)x取何值时,完成上述运动推力最小?最小推力为多少。
两平行金属导轨水平放置,一质量为m=0.2kg的金属棒ab垂直于导轨静止放在紧贴电阻R处,,其它电阻不计。导轨间距为d=0.8m,矩形区域MNPQ内存在有界匀强磁场,场强大小B=0.25T。MN=PQ=x=0.85m,金属棒与两导轨间动摩擦因数都为0.4,电阻R与边界MP的距离s=0.36m。在外力作用下让ab棒由静止开始匀加速运动并穿过磁场向右,加速度a=2m/s2 ,g取10m/s2 (1)求穿过磁场过程中平均电流的大小。(2)计算自金属棒进入磁场开始计时,在磁场中运动的时间内,外力F随时间t变化关系。(3)让磁感应强度均匀增加,用导线将a、b端接到一量程合适的电流表上,让ab棒重新由R处向右加速,在金属棒到达MP之前,电流表会有示数吗?简述理由。已知电流表与导轨在同一个平面内。
如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1 =" 0.40" T,方向垂直纸面向里,电场强度E = 2.0×105 V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面的正三角形匀强磁场区域,磁感应强度B2 =" 0.25" T。一束带电量q = 8.0×10-19 C,质量m = 8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间,不计重力,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射向三角形磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。则:(1)离子运动的速度为多大?(2)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向外,离子在磁场中运动的时间是多少?(3)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里,正三角形磁场区域的最小边长为多少?
如图所示,在方向水平向右的匀强电场中,一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个带电量为q、质量为m的带正电的小球,另一端固定于O点。把小球拉起至细线与场强平行,然后无初速释放。已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ,θ=37o。求:(1)电场强度E的大小;(2)小球经过最低点时绳子的拉力大小;(3)小球经过最低点时小球的加速度。
如图所示电路,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω。外电路中电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=7.5Ω。电容器的电容C=2μF。求:(1)电键S闭合时,电路稳定时电容器所带的电量;(2)电键从闭合到断开,流过电流表A的电量。
如图,xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的M(,a)点时,撤去电场,粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域(图中未画出),又从虚线上的某一位置N处沿y轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直xOy平面(纸面)向里,磁感应强度大小为B,不计粒子的重力。试求:(1)电场强度的大小;(2)N点的坐标;(3)矩形磁场的最小面积。