如图12所示质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边-优题课

如图12所示质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v₀与之发生正碰（碰撞时间极短）。碰后A离开桌面，其落点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。已知B与桌面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，桌面足够长。求

（1）碰后A、B小物块分离的瞬间速率各是多少？
（2）碰后小物块B后退的最大距离是多少？

科目物理题型计算题难度中等

知识点：电荷守恒定律

题13-1图为一理想变压器， $a b$ 为原线圈， $c e$ 为副线圈， $d$ 为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如题13-2图所示。若只在 $c e$ 间接一只 $R_{c e} = 400 Ω$ 的电阻，或只在 $d e$ 间接一只 $R_{d e} = 225 Ω$ 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为 $80 W$ 。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值 $U_{a b}$

(2)求只在 $c e$ 间接 $400 Ω$ 的电阻时，原线圈中的电流 $I_{1}$ ；

(3)求 $c e$ 和 $d e$ 间线圈的匝数比 $\frac{n_{c e}}{n_{d e}}$ 。

扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图：Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直，相距为 $L$ ,磁场方向相反且垂直纸面。一质量为 $m$ 、电量为 $- q$ 、重力不计的粒子，从靠近平行板电容器 $M N$ 板处由静止释放，极板间电压为 $U$ ,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，射入时速度与水平和方向夹角 $θ = 30 °$

（1）当Ⅰ区宽度 $L_{1} = L$ 、磁感应强度大小 $B_{1} = B_{0}$ 时，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为 $30 °$ ，求 $B_{0}$ 及粒子在Ⅰ区运动的时间 $t_{0}$
（2）若Ⅱ区宽度 $L_{2} = L_{1} = L$ 磁感应强度大小 $B_{2} = B_{1} = B_{0}$ ，求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差 $h$ （3）若 $L_{2} = L_{1} = L$ 、 $B_{1} = B_{0}$ ，为使粒子能返回Ⅰ区，求 $B_{2}$ 应满足的条件
（4）若 $B_{1} \neq B_{2}, L_{1} \neq L_{2}$ ，且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同，求B₁、B₂、L₁、_、L₂_、之间应满足的关系式。

如图所示，在高出水平地面 $h = 1.8 m$ 的光滑平台上放置一质量 $M = 2 k g$ 、由两种不同材料连接成一体的薄板 $A$ ，其右段长度 $l_{1} = 0.2 m$ 且表面光滑，左段表面粗糙.在 $A$ 最右端放有可视为质点的物块 $B$ ，其质量 $m = 1 k g$ ， $B$ 与 $A$ 左段间动摩擦因数 $μ = 0.4$ 。开始时二者均静止，先对 $A$ 施加 $F = 20 N$ 水平向右的恒力，待 $B$ 脱离 $A$ ( $A$ 尚未露出平台)后，将 $A$ 取走。 $B$ 离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离 $x = 1.2 m$ （取 $g = 10 m / s^{2}$ ）。求：

(1) $B$ 离开平台时的速度 $v_{B}$ 。

(2)B从开始运动到刚脱离 $A$ 时， $B$ 运动的时间 $t_{B}$ 和位移 $x_{B}$ 。

(3) $A$ 左段的长度 $l_{2}$ 。

如图甲所示，静电除尘装置中有一长为 $L$ 、宽为 $b$ 、高为 $d$ 的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为 $m$ 、电荷量为 $- q$ 、分布均匀的尘埃以水平速度 $v_{0}$ 进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集。通过调整两板间距 $d$ 可以改变收集频率 $η$ 。当 $d = d_{0}$ 时 $η$ 为81%（即离下板081 $d_{0}$ 范围内的尘埃能够被收集）。
不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。

(1)求收集效率为100%时，两板间距的最大值为 $d_{m}$ ；
(2)求收集率 $η$ 与两板间距 $d$ 的函数干系；
(3)若单位体积内的尘埃数为 $n$ ，求稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量 $\frac{Δ M}{Δ t}$ 与两板间距d的函数关系，并绘出图线。

节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量 $m$ =1000 $k g$ 的混合动力轿车，在平直公路上以 $v_{1}$ =90 $k m / h$ 匀速行驶，发动机的输出功率为 $ρ = 50 k w$ 。当驾驶员看到前方有80 $k m / h$ 的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动 $l$ =72 $m$ 后，速度变为 $v_{2}$ =72 $k m / h$ 。此过程中发动机功率的 $\frac{1}{5}$ 用于轿车的牵引， $\frac{4}{5}$ 用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求
（1）轿车以90 $k m / h$ 在平直公路上匀速行驶时，所受阻力 $F$ _阻的大小；

（2）轿车从90 $k m / h$ 减速到72 $k m / h$ 过程中，获得的电能 $E$ _电；

(3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能 $E$ _电维持72 $k m / h$ 匀速运动的距离 $L$ 。

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