一绝缘“U”型杆由两段相互平行的足够长的竖直直杆PQ、MN和一半径为R的光滑半圆环QAN组成.固定在竖直平面内,其中杆PQ是光滑的,杆MN是粗糙的,整个装置处在水平向右的匀强电池中.在QN连线下方区域足够大的范围内同时存在垂直竖直平面向外的匀强磁场,磁感应强度为.现将一质量为m、带电量为-q(q>0)的小环套在PQ杆上,小环所受的电场力大小为其重力的3倍.(重力加速度为g).求:
(1)若将小环由C点静止释放,刚好能达到N点,求CQ间的距离;
(2)在满足(1)问的条件下,小环第一次通过最低点A时受到圆环的支持力的大小;
(3)若将小环由距Q点8R处静止释放,设小环与MN杆间的动摩擦因数为u,小环所受最大静摩擦力大小相等,求小环在整个运动过程则克服摩擦力所做的功.
如图所示,某水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的电压为250V,通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V。若输电线上损失的功率为5kW,不计变压器的损耗。求:
⑴输电导线上输送的电流;
⑵升压变压器的输出电压U2;
⑶降压变压器的匝数比;
⑷若改用10kV电压输电,则输
电线上损失的功率是多大?
如图所示,边长为L的正方形金属框,质量为m,电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘,金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外.磁场随时间变化规律为B=kt(k>0),已知细线所能承受的最大拉力为2mg,求:
⑴线圈的感应电动势大小;
⑵细绳拉力最大时,导体棒受到的安培力大小;
⑶从t=0开始直到细线会被拉断的时间。
一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图所示.已知小车质量M=3.0 kg,长L=2.06 m,圆弧轨道半径R=0.8 m.现将一质量m=1.0 kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车.滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3 (取g=10 m/s2),求:
(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小
(2)小车运动1.5 s时,车右端距轨道B端的距离
(3)滑块与车面间由于摩擦而产生的内能
如图 (a),质量m=1 kg的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图 (b)所示,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2),求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ
(2)比例系数k
一颗在赤道上空运行的人造卫星,其轨道半径为(R为地球半径),卫星的运动方向与地球自传方向相同。已知地球自传的角度为
,地球表面处的重力加速度为g
(1)求人造卫星绕地球转动的角速度
(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它下次通过该建筑物上方需要的时间