如图电路中,电源电动势E=6V,内阻r=2Ω,电阻R1=1Ω,变阻器最大阻值R=10Ω.当滑片P由变阻器a端滑到b端的过程中,
(1)变阻器R多少Ω时,电阻消耗的电功率最大,最大电功率
多少W.
(2)变阻器R多少Ω时,电源输出的电功率最大,最大输出功率多少W,此时电源释放的电功率
多少W,电源供电效率η多少.
(3)变阻器R多少Ω时,电源输出的电功率为4W.
如图11(甲)所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空。为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小。现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5s末滑到竿底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如图11(乙)所示,g取10m/s2。求:
(1)该学生下滑过程中的最大速率?
(2)滑竿的长度为多少?
(3)1s末到5s末传感器显示的拉力为多少?
如图所示,在绝缘光滑水平面的周围空间,存在水平向右的匀强电场,电场强度为E。有一个电量为q,质量为m的小物块A,从静止开始沿着水平面向右做匀加速直线运动,与静止在其正前方s处的质量也为m的另一绝缘物块B发生碰撞,并粘合在一起再向前运动s,整个运动过程中小物块A所带的电量没有变化,求:
(1)A运动到2s处时的速度;
(2)A、B碰撞后一起运动过程中A对B的作用力。
如图所示,在y轴右方有方向垂直于纸面的匀强磁场,一个质量为m,电量为q的质子以速度v水平向右经过x轴上的P点最后从y轴上的M点射出,已知M点到原点的距离为L,质子射出磁场时的速度方向与y轴的夹角θ为30°。求:
(1)磁感应强度的大小和方向;
(2)若质子在磁场中运动的适当时候,在y轴右方再加一个匀强电场,可以使质子能平行于y轴正方向做匀速直线运动。从质子经过P点开始计时,经过多长时间开始加这个匀强电场?电场强度多大?方向如何?
如图所示,平面坐标系Oxy中,在y>0的区域存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,在-h<y<0的区域Ⅰ中存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在y<-h的区域Ⅱ中存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为2B.A是y轴上的一点, C是x轴上的一点.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子以某一初速度沿x轴正方向从A点进入电场区域,继而通过C点以速度方向与x轴夹角为φ=30°进入磁场区域Ⅰ,并以垂直边界y=-h的速度进入磁场区域Ⅱ.粒子重力不计.试求:(1)粒子经过C点时的速度大小v;
(2)A、C两点与O点间的距离y0、x0;
(3)粒子从A点出发,经过多长时间可回到y=y0处?
如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图,电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆在自身重力作用下,落回深坑,夯实坑底。然后两个滚轮再次压紧,夯杆被提上来,如此周而复始(夯杆被滚轮提升过程中,分别经历匀加速和匀速运动过程)。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s,滚轮对夯杆的正压力FN=2×104N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3,夯杆质量m=1×103kg,坑深h=6.4m,假定在打夯的过程中坑的深度变化不大,g取10m/s2。求:
(1)夯杆被滚轮带动匀加速上升过程所需的时间;
(2)每个打夯周期中,电动机需消耗的能量。