如图所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小开始时随时间t不断增大,关系式为B=B0+t,当t=t1时刻后保持B1不变,其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内,若保持线框静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。
求:(1)0~t1时间内电流表A的示数;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,电压表V的示数和通过电阻R的电荷量。
如图甲所示,电阻不计,间距为的平行长金属导轨置于水平面内,阻值为
的导体棒
固定连接在导轨左端,另一阻值也为
的导体棒
垂直放置到导轨上,
与导轨接触良好,并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定在
中点,另一端固定于墙上,轻杆与导轨保持平行,
两棒间距为
。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中,且从某一时刻开始,磁感应强度
随时间
按图乙所示的方式变化。
(1)求在0~时间内流过导体棒
的电流的大小与方向;
(2)求在时间内导体棒
产生的热量;
(3)1.5时刻杆对导体棒
的作用力的大小和方向。
如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,y轴的正方向竖直向上,y轴的右侧广大空间存在水平向左的匀强电场E1=2N/C,y轴的左侧广大空间存在匀强电场,磁场方向垂直纸面向外,B=1T,电场方向竖直向上,E2=2N/C。t=0时刻,一个带正电的质点在O点以v=2m/s的初速度沿着与x轴负方向成450角射入y轴的左侧空间,质点的电量为q=10-6C,质量为m=2×10-7kg,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)质点从O点射入后第一次通过y轴的位置;
(2)质点从O点射入到第二次通过y轴所需时间;
(3)质点从O点射入后第四次通过y轴的位置。
(14分)羚羊从静止开始奔跑,经过50m的距离能加速到最大速度25m/s,并能维持一段较长时间,猎豹从静止开始奔跑,经过60m的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这个速度4.0s,设猎豹距离羚羊x米时开始攻击,羚羊则从猎豹1.0s后开始奔跑,假设羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且沿同一直线,求
(1)猎豹要在最大速度减速前追上羚羊,x应在什么范围内取值?
(2)猎豹要在加速阶段追上羚羊,x应在什么范围内取值?
(12分)如图甲所示,水平传送带AB的长度L=3.75m,皮带轮的半径R=0.1m。现有一小物体(视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,物块与传送带间动摩擦因数为μ=0.2,传送带上表面距地面的高度h=5m, g取10m/s2,试讨论下列问题:
(1)若皮带静止,要使小物体滑到B端后做平抛运动.则小物体滑上A点的初速度v0至少为多少?
(2)若皮带轮以角速度=40rad/s顺时针匀速转动,小物体滑上A点的初速度v0="3" m/s,求小物体由A点运动到B点的时间及落地点到B的水平位移s;
(3)若皮带轮以角速度=40rad/s顺时针匀速转动,求v0满足什么条件时,小物块均落到地面上的同一点.
如图所示,在水平转台的光滑水平横杆上穿有两个质量分别为2m和m的小球A和B,A、B间用劲度系数为k的轻质弹簧连接,弹簧的自然长度为L,当转台以角速度ω绕竖直轴匀速转动时,如果A、B仍能相对横杆静止而不碰左右两壁,求:
(1)A、B两球分别离开中心转轴的距离.
(2)若转台的半径也为L,求角速度ω的取值范围.