如图所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道间距L=0.20 m,电阻R=10 W,有一质量为m=1kg的金属棒平放在轨道上,与两轨道垂直,金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中,磁感应强度B=5T,现用一外力F沿轨道方向拉金属棒,使之做匀加速运动,加速度a=1m/s2,试求:
(1)力F与时间t的关系。
(2)F=3N时,电路消耗的电功率P。
(3)若外力F的最大值为5N,为求金属棒运动所能达到的最大速度,某同学解法为:先由(1)中的结果求出F=5N时的时间t,然后代入求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
(10分)如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止在光滑水平地面上的平板小车,小车的质量为1.6kg,木块与小车之间的动摩擦因数为0.2(g取10m/s2).设小车足够长,求:
(1)木块和小车相对静止时小车的速度;
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间;
(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离.
(10分)如图所示,一U形金属框的可动边AC长0.1m,匀强磁场的磁感强度为0.5T,AC以8m/s的速度水平向右移动,电阻R为5Ω,(其它电阻均不计).
(1)计算感应电动势的大小;
(2)求出电阻R中的电流有多大?
⑶通过AC边的电流方向如何?
如图所示,C是放在光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止,A、B两木块同时以相向的水平初速度v0和2v0滑上长木板,木板足够长, A、B始终未滑离木板也未发生碰撞。求:
①木块B的最小速度是多少?
②木块A从刚开始运动到A、B、C速度刚好相等的过程中,木块A所发生的位移是多少?
如图所示,宽为a的平行光束从空气斜射到平行玻璃砖上表面,入射角为60°,光束中包含两种波长的光,玻璃砖对这两种光的折射率分别为n1=,n2=
,光束从玻璃下表面出射时恰好分成不重叠的两束,求玻璃砖的厚度d为多少? (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,结果可用根式表示).
磁悬浮列车的运动原理如图所示,在水平面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有与导轨垂直且方向相反的匀强磁场B1和B2,B1和B2相互间隔,导轨上有金属框abcd。当磁场B1和B2同时以恒定速度沿导轨向右匀速运动时,金属框也会沿导轨向右运动。已知两导轨间距L1="0." 4 m,两种磁场的宽度均为L2,L2=ab,B1=B2=B=1.0T。金属框的质量m="0.1" kg,电阻R=2.0Ω。设金属框受到的阻力与其速度成正比,即f=kv,比例系数k="0." 08 kg/s。求:
(1)若金属框达到某一速度时,磁场停止运动,此后某时刻金属框的加速度大小为a=6.0m/s2,则此时金属框的速度v1多大?
(2)若磁场的运动速度始终为v0=5m/s,在线框加速的过程中,某时刻线框速度v′=2m/s,求此时线框的加速度a′的大小
(3)若磁场的运动速度始终为v0=5m/s,求金属框的最大速度v2为多大?此时装置消耗的功率为多大?