如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中,有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨,在导轨面上各放一根完全相同的质量为的匀质金属杆A1和A2,开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直.设两导轨面相距为H,导轨宽为L,导轨足够长且电阻不计,金属杆单位长度的电阻为r.现有一质量为的不带电小球以水平向右的速度撞击杆A1的中点,撞击后小球反弹落到下层面上的C点.C点与杆A2初始位置相距为S.
(1)
回路内感应电流的最大值
(2)
整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量
(3)
当杆A2与杆A1的速度比为1:3时,A2受到的安培力大小.
一个质量为4 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数.从t=0开始,物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用,力F随时间的变化规律如图所示.求83秒内物体的位移大小和力F对物体所做的功.取10 m/s2.
按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°,一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场,已知该粒子从射入到射出磁场所用时间表为t,求Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力).
如图所示,半径R=0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10 Kg的小球,以初速度v0=7.0 m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0 m/s2的匀减速直线运动,运动4.0 m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点,求A、C间的距离(取重力加速度g=10 m/s2)
足球守门员在发球门球时,将一个静止的质量为0.4 kg的足球,以10 m/s的速度踢出,求:
足球获得的动能.
足球沿草地作直线运动,受到的阻力是足球重力的0.2倍,当足球运动到距发球点16 m的后卫队员处时,速度为多大?(g取10 m/s2)
如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57 T.小球1带正电,其电量与质量之比=4 C/kg.所受重力与电场力的大小相等;小球2不带电,静止放置于固定的水平悬空支架上.小球1向右以v0=23.59 m/s的水平速度与小球2正碰,碰后经过0.75 s再次相碰.设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内.(取g=10 m/s2),问:
电场强度E的大小是多少?
两小球的质量之比是多少?
如图所示的电路中,两平行金属板A、B水平放置,两板间距离d=40 cm.电源电动势E=24 V,内电阻r=1 Ω,电阻R=15 Ω.闭合开关S.待电路稳定后,将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间.若小球带电量为q=1×10-2 C,质量为m=2×10-2 kg,不考虑空气阻力.那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A板?此时,电源输出功率是多大?(取g=10 m/s2)
如图,足够长的水平传送带始终以大小为v=3 m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2 kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止.先后相隔Δt=1.5 s有两个光滑的质量为m=1 kg的小球B自传送带的左端出发,以v0=15 m/s的速度在传送带上向右运动.第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时Δt1=0.5 s而与木盒相遇.(取g=10 m/s2)求:
(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度多大?
(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?
(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?
如图所示,一个带有圆弧的粗糙滑板A的总质量mA=3 kg,其圆弧部分与水平部分相切于P,水平部分PQ长L=3.75 m.开始时,A静止在光滑水平面上.现有一质量mB=2 kg的小木块B从滑块A的右端以水平初速度v0=5 m/s滑上A,小木块B与滑板A之间的动摩擦因数μ=0.15,小木块B滑到滑板A的左端并沿着圆弧部分上滑一段弧长后返回,最终停止在滑板A上.取g=10 m/s2,求
(1)若B最终停在A的水平部分上的R点,P、R相距1 m,求B在圆弧上运动的过程中因摩擦而产生的内能.
(2)若圆弧部分光滑,题干中其他条件不变,求小车速度的最大值
质量为M=0.9 kg的玩具小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如图所示,小车被挡板P挡住,质量为m=0.1 kg的小球从距地面高H=1米处自由下落,然后沿光滑的曲面继续下滑,小球落地点与小车右端水平距离s0=1米,取g=10 m/s2,求
(1)小车右端距地面的竖直高度.
(2)若撤去挡板P,物体仍从原处自由落下,小球落地时落地点与小车右端水平距离是多少?