电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成.起加热作用的是安在锅底的一系列半径不同的同心导电环.导电环所用的材料单位长度的电阻R=0.125Ω/m,从中心向外第n个同心圆环的半径为rn="(2n-1)" r1(n为正整数且n≤7),已知r1="1.0" cm.当电磁炉开启后,能产生垂直于锅底方向的变化磁场,已知该磁场的磁感应强度B的变化率为
,忽略同心导电圆环感应电流之间的相互影响.
(1)半径为r1的导电圆环中感应电流的最大值I1m是多大?(计算中可取="10" )
(2)假设导电圆环的热全部以波长为的红外线光子辐射出来,那么半径为
的导电圆环上每分钟辐射出去的光子数是多少?
(3)若不计其他损失,所有导电圆环的总功率P是多大?
如图所示,宽度为L的粗糙平行金属导轨PQ和P′Q′倾斜放置,顶端QQ′之间连接一个阻值为R的电阻和开关S,底端PP′处与一小段水平轨道用光滑圆弧相连。已知底端PP′离地面的高度为h,倾斜导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场(图中未画出)中。若断开开关S,一根质量为m、电阻为r、长也为L的金属棒从AA′处由静止开始滑下,金属棒落地点离PP′的水平距离为x1;若闭合开关S,该金属棒仍从AA′处由静止开始滑下,则金属棒落地点离PP′的水平距离为x2。不计导轨电阻,忽略金属棒经过PP′处的机械能损失,已知重力加速度为g,求:
(1)开关断开时,金属棒离开底端PP′的速度大小;
(2)开关闭合时,在下滑过程金属棒中产生的焦耳热。
(3)开关S仍闭合,金属棒从比AA′更高处由静止开始滑下,水平射程仍为x2,请定性说明金属棒在倾斜轨道上运动的规律。
质量m=2.0×10-4kg、电荷量q=﹢1.0×10-6C的带电微粒静止在空间范围足够大的匀强电场中,电场强度大小为E1。在t=0时刻,电场强度的大小突然增加到E2=4.0×103N/C,电场方向保持不变;到t1=0.20s时刻再把电场方向改为水平向右,场强大小E2保持不变。取g=10m/s2。求:
(1)电场强度E1的大小;
(2)t1=0.20s时刻带电微粒的速度大小;
(3)带电微粒在速度方向为水平向右时刻的动能。
如图甲所示,一小物块随足够长的水平传送带一起运动,一水平向左飞来的子弹击中小物块并从中穿过。固定在传送带右端的位移传感器记录了小物块被击中后的位移x随时间t的变化关系如图乙所示。已知图线在前3.0s内为二次函数,在3.0 s~4.5 s内为一次函数,取向左运动的方向为正方向,传送带的速度保持不变,g取10 m/ s2。
(1)定性描述小物块在前3.0s内的运动情况;
(2)求传送带速度v的大小;
(3)求小物块与传送带间的动摩擦因数μ。
如图甲所示,质量为2kg的木板B静止在水平面上。某时刻物块A(可视为质点)从木板的左侧沿木板上表面滑上木板,初速度v0=4m/s。此后A和B运动的v-t图象如图乙所示,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量。
如图所示,竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰,碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)A经过Q点时速度的大小v0;
(2)A与B碰后速度的大小v;
(3)碰撞过程中系统(A、B)损失的机械能ΔE。