位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。由于导轨足够长,电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,长度也是L的金属棒,自PQ处以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金属导轨,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后,经t=0.2s,速度恰好与导轨速度相同,此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后,金属棒继续运动,当其速度刚好稳定时,金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2,求:
(1)金属棒最终稳定时速度的大小;
(2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小;
(3)自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。
(15分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态 (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。求:
⑴轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大?
⑵人受到的摩擦力是多大?方向如何?
⑶若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压恒为U0,加速后电子从电容器两极板正中间沿平行板面的方向射入偏转电场。已知电容器板长和两板间距离均为L="10" cm,下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L="10" cm.在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如甲图。(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)

求:(1)在t="0.06" s时刻,电子离开偏转电场的侧移距离y.
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?
如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平,在BC下方有一水平向右的匀强电场,整个半圆细管均处在电场中。质量为m、荷量为q的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间的距离为2R。当小球到达圆管的最低点P时,对下方管壁的压力大小等于其重力的9倍。重力加速度为g。
求:(1)匀强电场的电场强度大小。
(2)小球在管中运动的最大动能。
如图所示,在倾角为θ的光滑绝缘斜面底端O点固定一带电量为-Q的点电荷,一质量为m的带电小滑块(可视为点电荷)从距斜面底端4L的A点无初速度释放,下滑到B点时,速度达最大值v,已知O、B两点间的距离为3L,重力加速度为g,静电力常量为k。
求:(1)小滑块的所带电荷量的绝对值q和电性;(2)A、B两点间的电势差UAB。
有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A;若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A。求电动机正常工作时的输出功率多大?