(12分)如图所示,金属杆ab可在平行金属导轨上滑动,金属杆电阻R0=0.5 Ω,长L=0.3 m,导轨一端串接一电阻R=1 Ω,匀强磁场磁感应强度B=2 T,当ab以v=5 m/s向右匀速运动过程中,求:
(1)ab间感应电动势E
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q
真空环境中存在竖直向上的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=10.0V/m,磁感应强度B=3.14T.现在此空间建立xyz三维坐标系,其中x轴水平向右、y轴水平向里、z轴竖直向上,三坐标轴的单位均为米(m),一带电油滴恰好悬停在坐标原点。t1=0时刻油滴受瞬间的水平冲量(油滴质量、电量不变),以
=3.14m/s的速度沿x轴正方向运动;t2=1.50s时刻撤去匀强磁场;t3=2.50s时刻撤去匀强电场。取g=10m/s2,试求t4=3.00s时刻油滴所在位置的坐标(计算结果取三位有效数字)。
如图所示,两足够长的直平行水平导轨相距
=1.0
,导轨左边连接阻值
=15
的电阻,导轨上放置着
、
两金属捧,
棒质量
=0.75kg、电阻
=10
,
棒质量
=0.25
、电阻
=10
,两金属棒与导轨垂直,两棒靠得很近,之间用长为
=4.0m的绝缘轻绳相连,整个装置置于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。从
=0开始对
棒施加水平向右的拉力
,使
棒由静止开始以
=2.0
/s2的加速度做匀加速运动,
=2.0s时撤去拉力
。已知
棒右边的导轨是光滑的,轻绳绷紧前
棒静止不动,轻绳绷紧后,两棒以相同速度运动直至停止。导轨电阻不计。求:
(1)拉力
随时间
变化的关系式;
(2)轻绳绷紧后,电阻R上产生的焦耳热;
如图所示,质量为
=50
的人站在长度为
=4.0
的平板车的左端,平板车始终以
=2.0m/s的速度向右匀速运动,开始人与车保持相对静止。从某一时刻起人以
=2.0m/s2的加速度在平板车上向右跑步,并从平板车的右端水平跳出。求:
(1)人水平跳出平板车时相对于地面的速度为多大?
(2)在此人跑步的全过程中,平板车向他提供了多少能量?
如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止。g取10m/s2,求:
(1)物体到达B点时的速率
(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功
(3)物体与水平面间的动摩擦因数
如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止。g取10m/s2,求:
(1)物体到达B点时的速率
(2)在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功
(3)物体与水平面间的动摩擦因数