如图所示,两根相距为d足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内,导轨与x轴平行,一端接有阻值为R的电阻.在x>0的一侧存在竖直向下的匀强磁场,一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置,且接触良好,并可在导轨上滑动.开始时,金属直杆位于x=0处,现给金属杆一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度.在运动过程中有一大小可调节的平行于x轴的外力F作用在金属杆上,使金属杆保持大小为a,方向沿x轴负方向的恒定加速度运动.金属导轨电阻可忽略不计.求:
⑴金属杆减速过程中到达x0的位置时,金属杆的感应电动势E;
⑵回路中感应电流方向发生改变时,金属杆在轨道上的位置;
⑶若金属杆质量为m,请推导出外力F随金属杆在x轴上的位置(x)变化关系的表达式.
如图所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg,大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,g取10m/s2,试求:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(2)若在铁块右端施加一个从零开始连续增大的水平向右的力F,假设木板足够长,在图中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小的变化而变化的图象。
如图甲所示为一皮带传送装置,皮带保持匀速率运动,货物由静止放到皮带顶端,被皮带向下传送,其运动的v—t图象如图乙所示,g=10m/s2。求:(1)皮带的速率;(2)皮带与水平面间的夹角q及货物与皮带之间的动摩擦因数m;(3)如果货物是用麻袋装载的石灰粉,当第一件货物被运送后,发现皮带上留有一段8.0m长的白色痕迹,请由此推断每件货物的传送时间和传送距离。
一玩具火车A的制动性能经如下测定:当它以0.2 m/s的速度在水平平直轨道上行驶时,在制动后需要40 s才能停下.现这列玩具火车正以0.2 m/s的速度在水平轨道上行驶,在其前方60 cm处有另一玩具火车B正以0.04m/s的速度在一旁的平行轨道上同向行驶.现对玩具火车A采取制动措施,问:两车是否会发生会车?如果能会发生几次会车?会车发生在什么时刻?
消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,消防水炮离地高度为H,建筑物上的火点离地高度为h,水炮与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水炮水平射出,其中水泵、输水管道没有画出,水泵放置于地面,不计空气阻力,取g=10m/s2。
(1)、若H=80m,h=60m,水炮出水速度v0=30m/s,试求水炮与起火建筑物之间的水平距离x;
(2)、在(1)问中,若水炮每秒出水量m0="60" kg,试求水泵的功率P;
(3)、当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水炮竖直下移至H´=45m,假设供水系统的效率η不变,水炮出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P´,则P´应为多大?
如图所示,放置在平面中第二象限内P点的粒子放射源连续放出质量均为m、电量为-q的一簇粒子,已知入射粒子以同一速度v朝x轴以上向不同方向散开,垂直纸面的匀强磁场B将这些粒子聚焦于R点(磁场区域大致如图所示),其中已知PR=2a,离子的轨迹关于y轴对称的。试确定磁场区域的边界函数方程。不计粒子重力及相互间的作用。