磁流体发电是一项新兴技术,它可以把物体的内能直接转化为电能,如图所示,平行金属板A、B之间相距为d,板间的磁场按匀强磁场处理,磁感应强度为B,等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场,金属板A、B是边长为a的正方形,等离子体的电阻率为ρ,外接电阻R。求:
(1)发电机的电动势;
(2)电阻R上的电流;
(3)要使等离子体能进入磁场所需的外力.
如图所示,在空间有一坐标系xoy,直线OP与x轴正方向的夹角为,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II,直线OP是它们的边界,OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B。一质量为m,电荷量为q的质子(不计重力)以速度v从O点沿与OP成
角的方向垂直磁场进入区域I,质子先后通过磁场区域I和II后,恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出),试求:
(1)区域II中磁场的磁感应强度大小;
(2)Q点的坐标。
22.(20分)
滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性。如图所示,abcdef为同一竖直平面内的滑行轨道,其中bc段水平,ab、dc和ef均为倾角q=37o的斜直轨道,轨道间均用小圆弧平滑相连(小圆弧的长度可忽略)。已知H1="5" m,L="15" m,H2="1.25" m,H3 =12.75 m,设滑板与轨道之间的摩擦力为它们间压力的k倍(k=0.25),运动员连同滑板的总质量m = 60kg。运动员从a点由静止开始下滑从c点水平飞出,在de上着陆后,经短暂的缓冲动作后只保留沿斜面方向的分速度下滑,接着在def轨道上来回滑行,除缓冲外运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取g="l0" m/s2,sin37o=06,cos37o=08。求:
(1)运动员从c点水平飞出时的速度大小v;
(2)运动员在de着陆时,沿斜面方向的分速度大小v。;
(3)设运动员第一次和第四次滑上ef道时上升的最大高度分别为hl和h4,则hl:h4等于多少?
20.(15分)如图所示,一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动,求:(1)电阻R消耗的电功率;
(2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。
如图所示,在距离水平地面的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向里的匀强磁场,磁感应强度B=1T。正方形线框
的边长
=0.2m、质量m=0.1kg,R=0.08Ω,物体A的质量M=0.2kg。开始时线框的
边在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置将A从静止释放。一段时间后线框进入磁场运动。当线框的
边进入磁场时物体A恰好落地,此时轻绳与物体A分离,线框继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面。整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面,g取10m/s2。求:
(1)线框从开始运动到最高点所用的时间;
(2)线框落地时的速度大小;
(3)线框进入和离开磁场的整个过程中线框产生的热量。
如图所示,劲度系数为k的轻质水平弹簧的左端固定在质量为mA=4m的物块A上,右端系一不可伸长的轻质细线,细线绕过轻质光滑的定滑轮后与质量为mB=2m的小物块B相连.物块A放在足够长的水平桌面上,它与桌面间的摩擦因数m,且知物块A与桌面的最大静摩擦力正好等于滑动摩擦力.滑轮以左的细线始终处于水平,整个系统当初处于静止状态.某时刻,一颗质量等于m的子弹以初速度v0水平击中物块A,并留在其中,物块A向前滑行一小段距离s而停下,此后将不再滑动.试求:
(1)子弹击中物块A后的瞬时,物块A的速度.
(2)物块A停下后,物块B加速度的最大值应为多少?
(3)物块A停下后,物块B的最大速度.