如图20所示,参加某电视台娱乐节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后,落在水平传送带上。已知平台与传送带的高度差H=1.8m,水池宽度s0=1.2m,传送带AB间的距离L0=20m。由于传送带足够粗糙,假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止,经过△t=1.0s反应时间后,立刻以a=2m/s2恒定向右的加速度跑至传送带最右端。
(1)若传送带静止,选手以v0=3m/s的水平速度从平台跃出,求这位选手落在传送带上距离A点的距离。
(2)求刚才那位选手从开始跃出到跑至传送带右端所经历的时间。
(3)若传送带以v=1m/s的恒定速度向左运动,选手要能到达传送带右端,则他从高台上跃出的水平速度v1至少为多大?(计算结果均保留2位有效数字)
如图19所示,导体棒ab、cd放在光滑水平导轨上,cd棒通过滑轮悬挂一质量为m的物块,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下以速度v1匀速向右运动时,cd棒由静止释放,设ab、cd的长度均为L,ab棒的电阻为r1,cd棒的电阻为r2,导轨足够长且电阻不计,求:
(1)cd棒开始运动的方向与ab棒匀速运动速度v1取值的关系;
(2)稳定状态时,cd棒匀速运动的速度;
(3)稳定状态时,回路的电功率P电和外力的功率P外.
相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置,质量为m1=1.0kg的金属棒ab和质量为m2=0.27kg的金属棒cd均通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上,如图(a)所示,虚线上方磁场方向垂直纸面向里,虚线下方磁场方向竖直向下,两处磁场磁感应强度大小相同。ab棒光滑,cd棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.75,两棒总电阻为R=1.8Ω,导轨电阻不计。ab棒在方向竖直向上,大小按图(b)所示规律变化的外力F作用下,从静止开始,沿导轨匀加速运动,同时cd棒也由静止释放。取重力加速度g=10m/s2。
(1)求出磁感应强度B的大小和ab棒加速度大小;
(2)已知在2 s内外力F做功40 J,求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热;
(3)判断cd棒将做怎样的运动,求出cd棒达到最大速度所需的时间t0,并在图(c)中定性画出cd棒所受摩擦力fcd随时间变化的图象。
如图17所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长L=0.4m的细线悬挂于P点。小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂。取重力加速度g=10m/s。求:
(1)小球运动到O点时的速度大小;
(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;
(3)悬线断裂后0.2s小球的位置坐标。
如图16所示,在分别为l1和l2的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率v从磁场区域的上边界的P点向下成θ=60º射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,不计重力。求电场强度和磁感应强度大小之比,以及粒子在磁场与电场中运动的时间之比。
图14是用来测量未知电阻Rx的实验电路的实物连线示意图,图中Rx是待测电阻,阻值约为300Ω;E是电池组,电动势6V,内阻不计;V是电压表,量程3V,内阻r约3000Ω;R是电阻箱,阻值范围0~999.9Ω;Rl是滑动变阻器,Sl和S2是单刀单掷开关。
主要的实验步骤如下:
①连好电路后,合上开关Sl和S2,调节滑动变阻器的滑片,使得电压表的示数为3.00V。
②合上开关S1,断开开关S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使得电压表的示数为2.00V。
③读出图15电阻箱的阻值,并计算求得未知电阻Rx的大小。
④实验后整理仪器。
(1)可供选择的滑动变阻器有:
滑动变阻器A:最大阻值100Ω,额定电流0.5A
滑动变阻器B:最大阻值10Ω,额定电流2.0A
为了使实验测量值尽可能地准确,实验应选用的滑动变阻器是 。
(2)电阻箱的旋钮位置如图所示,它的阻值是 。
(3)未知电阻Rx= 。
(4)测量值与真实值相比较,测量值比真实值 。(填偏大、相等或偏小)