如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100,总电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与阻值为R=90 Ω的电阻R连接,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。求:
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)电路中交流电压表的示数.
如图所示,真空中有以O1为圆心,r为半径的圆形匀强磁场区域,坐标原点O为圆形磁场边界上的一点。磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。x=r的虚线右侧足够大的范围内有方向竖直向下、大小为E的匀强电场。从O点在纸面内向各个不同方向发射速率相同的质子,设质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m。求:
(1)质子射入磁场时的速度大小;
(2)速度方向沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间;
(3)速度方向与y轴正方向成37°角且与x轴正方向成127°角射入磁场的质子到达x轴时的位置坐标。(已知sin37°=0.6,cos37°="0.8)"
(15分)如图所示,两根完全相同的“V”字形导轨OPQ与KMN倒放在绝缘水平面上,两导轨都在竖直平面内且正对、平行放置,其间距为L,电阻不计。两条导轨足够长,所形成的两个斜面与水平面的夹角都是α.两个金属棒ab和的质量都是m,电阻都是R,与导轨垂直放置且接触良好.空间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.
(1)如果两条导轨皆光滑,让固定不动,将ab释放,则ab达到的最大速度是多少?
(2)如果将ab与同时释放,它们所能达到的最大速度分别是多少?
(15分) 薄木板长L=1m,质量M=9kg在动摩擦因数μ1=0.1的水平地面上向右滑行,当木板速度v0=2m/s时,在木板的右端轻放一质量m=1kg的小铁块(可视为质点)如图所示,当小铁块刚好滑到木板左端时,铁块和木板达到共同速度。取g=10m/s2,求:
(1)从铁块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t;
(2)小铁块与木板间的动摩擦因数μ2 。
如图所示,质量M="4" kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=6N,当小车向右运动的速度达到2 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m="1" kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数=0.2,小车足够长。g取10m/s2,求:
(1)小物块放后,小物块及小车的加速度各为多大;
(2)经多长时间两者达到相同的速度;
(3)从小物块放上小车开始,经过t=4s小物块通过的位移大小为多少。
如图所示,质量为4kg的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上。细绳的延长线通过小球的球心O,且与竖直方向的夹角为θ=37º。g取10 m/s2,已知sin37º=0.6,cos37º=0.8,求:
(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力;
(2)若要始终保持θ=37º,则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少。