(16分)一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中(OO′的左边有匀强磁场,右边没有),线圈的两端接一只灯泡.已知线圈的匝数n=100,电阻r=1.0 Ω,ab边长L1=0.5 m,ad边长L2=0.3 m,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁场的磁感应强度B=1.0×10-2 T.线圈以理想边界OO′为轴以角速度ω=200 rad/s按如图10-1-22所示的方向匀速转动(OO′轴离ab边距离为L2),以如图所示位置为计时起点.求:
(1)在0~的时间内,通过小灯泡的电荷量;
(2)画出感应电动势随时间变化的图象(以abcda方向为正方向,至少画出一个完整的周期);
(3)小灯泡消耗的电功率.
假期中,小芳乘坐火车外出旅游,当火车在一段平直轨道上匀加速行驶时,她用身边的器材测出火车的加速度。小芳的测量过程如下:她一边看着窗外每隔100m的路标,一边用手表记录着时间。她观测到她所在车厢从经过第一根路标到经过第二根路标的时间为12s,从经过第一根路标到经过第三根路标时间间隔为22s,请你根据她的测量结果,求:
(1)火车的加速度大小?(结果保留三位有效数字)
(2)火车经过第三根路标的速度大小?(结果保留三位有效数字)
(8分) 如图所示,薄板形斜面体竖直固定在水平地面上,其倾角为θ=37°.一个“Π”的物体B紧靠在斜面体上,并可在水平面上自由滑动而不会倾斜,B的质量为M=2kg。一根质量为m=1kg的光滑细圆柱体A搁在B的竖直面和斜面之间。现推动B以水平加速度a=4m/s2向右运动,并带动A沿斜面方向斜向上运动。所有摩擦都不计,且不考虑圆柱体的滚动,g=10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,)求:
(1)圆柱体A的加速度?
(2)B物体对A的推力F的大小?
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距m,导轨平面与水平面成
角,上端连接阻值为
的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度
T.质量为
kg、电阻为
的金属棒
,以初速度
从导轨底端向上滑行,金属棒
在安培力和一平行于导轨平面的外力
的共同作用下做匀变速直线运动,速度-时间图像如图所示.设金属棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为
.(
m/s2,
,
),求:
(1)金属棒产生的感应电动势的最大值和电阻消耗的最大功率?
(2)当金属棒速度为向上3m/s时施加在金属棒上外力F的大小和方向?
(3)请求出金属棒在整个运动过程中外力随时间t变化的函数关系式.
一棱镜的截面为直角三角形ABC,如图所示,∠A=30o,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n= 。在此截面所在的平面内,一条光线以
的入射角从AC边的中点M射入棱镜。求光线从棱镜射出点的位置?(不考虑光线沿原来路返回的情况)。
一列正弦横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6m的两质点,t=O时,b点正好振动到最高点,而a点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25Hz。
(1)若波由a向b传,试求出该波的波速?
(2)若波由b向a传,试求出该波的最大波速?