如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨 MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r。导体棒与导轨接触点的a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时,导体棒位于顶角O处,求:
(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。
(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。
(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q。
(4)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。
在一高为h的绝缘光滑水平桌面上,有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止,小球到桌子右边缘的距离为s,突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E,且qE=" 2" mg,如图所示,求:
(1)小球经多长时间落地?
(2)小球落地时的速度。
如图所示,间距为
的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为
,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为
的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为
,间距为
.两根质量均为
、有效电阻均为
的导体棒
和
放在导轨上,并与导轨垂直. (设重力加速度为
)
(1)若
进入第2个磁场区域时,
以与
同样的速度进入第1个磁场区域,求
穿过第1个磁场区域过程中增加的动能
.
(2)若
进入第2个磁场区域时,
恰好离开第1个磁场区域;此后
离开第2个磁场区域时,
又恰好进入第2个磁场区域.且
.
在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求
穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热
.
(3)对于第(2)问所述的运动情况,求
穿出第
个磁场区域时的速率
(15分)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g)(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度
,水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x1。.
(2)若球在O点正上方以速度
水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2(如图虚线所示),求
的大小.
(3)若球在O正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3,求发球点距O点的高度h3.
如图所示,电源的电动势E=18V,内阻r=1.0Ω,电阻R2=5.0Ω,R3=6.0Ω。平行金属板水平放置,两板间距d=2cm,当可变电阻R1的滑动头移到R1的中点时,电源的路端电压是16V,一个带电量q=-8.0×10-9C的油滴正好平衡于两板之间。(g=10m/s2)求:
(1)R1的总电阻;
(2)油滴的质量;
(3)移动R1的滑动头P,油滴可获得向下的最大加速度。
如图所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,已知电源内阻r=1Ω,电炉电阻R1=19Ω,电动机线圈电阻R2=2Ω,K断开时,电炉功率为475W,K闭合时,电炉功率为402.04W。求
(1)电源电动势。
(2)开关K闭合时,电动机的机械功率多大?