(满分10分)如图所示,边长为L的正方形线框abcd的匝数为n,ad的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻也为R,现在让线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求:
(1)若从图示位置开始计时,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式。
(2)线框从图示位置时转过90°的过程中电阻R上产生的热量和通过电阻R的电荷量
如图所示截面为矩形的平行玻璃砖,图中的MN垂直NP,一束单色光从MN上的一点进入玻璃砖后,又从NP上一点B返回空气中,已知入射角和出射角β。
(1)求玻璃砖的折射率。
(2)若已知n=,0≤
≤π/2,求β的最小值。
如图所示是t=0时刻的波形图,此时波传到x=3.0 m处,质点P正向y轴正方向运动,经0.3 s第一次达到波谷位置.求:
(1)波的传播方向及波速;
(2)x=5.0 m处质点Q在0~0.7 s内通过的路程及0.7 s时的位移.
小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳恰好断掉,球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力,绳能承受的最大拉力为定值。
(1)求绳断开时小球的速度;
(2)求绳能承受的最大拉力;
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时恰好断掉,求小球飞行的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
如图为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动.取g=10 m/s2,不计额外功.求:
(1)起重机允许输出的最大功率;
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率.
两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动,现测得两个星球中心距离为,其运动周期为
,万有引力常量为
,求两个星球的总质量。