如图甲所示,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的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内,线框保持静止,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时间内通过电阻R的电流大小;
(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,通过电阻R的电荷量。
(12)如图所示,同一竖直线上的A、B两点,固定有等量的异种点电荷,电荷量为q,正、负如图所示,△ABC为一等边三角形(边长为L),CD为AB边的中垂线,且与右侧竖直光滑
圆弧轨道的最低点C相切,已知圆弧的半径为R,现把质量为m、带电荷量为+Q的小球(可视为质点)由圆弧的最高点M静止释放,到最低点C时速度为v0.已知静电力常量为k,现取D为电势零点,求:
(1)小球在C点受到的电场力的大小和方向;
(2)在等量异种点电荷的电场中,M点的电势φM.
(12分) 如图所示,竖直平面内的一半径R=0.50 m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,一水平面与圆弧槽相接于D点,质量m=0.10 kg的小球从B点正上方H=0.95 m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离x=2.4 m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80 m,g取g=10 m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN;
(2)小球经过最高点P的速度大小vP;
(3)D点与圆心O的高度差hOD.
粗糙的水平面上放置一质量为m =" 1.2" kg的小物块(可视为质点),对它施加F =" 3" N的水平作用力,使物块沿水平面向右匀加速运动.已知物块通过A点时的速度为vA =" 1" m/s,到达B点所用时间t1 =" 2" s,此后再运动x =" 8" m到达C点,到C点的速度为vC =" 5" m/s,求:
(1)物块在水平面上运动的加速度a
(2)物块与水平面间的动摩擦因数μ
已知:当一个物体不受力或所受合力为零时,它的速度会保持不变。现有一平板车,车厢底板水平光滑,车厢的前、后端均有挡板,前后挡板间的距离L =10m。将一个小物体放在车厢底板上并靠着后挡板,让平板车在平直轨道上由静止开始做匀加速直线运动,加速度a1 = 2m/s2,经时间t1 = 4s,平板车开始刹车并立即开始做匀减速直线运动,加速度大小a2 = 4m/s2,求:
(1) 平板车刚开始刹车时的速度v1
(2) 平板车从开始运动到停止运动通过的位移x
(3) 从平板车开始刹车至小物体撞到平板车的前挡板经历的时间
如图,水平面有一重40N的物体,受到F1=12N和F2=6N的水平力的作用保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,物体与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。求:
(1)物体所受到摩擦力的大小和方向;
(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力的大小和方向。