如图所示,质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相栓接,将它们放在倾角为θ的足够长的光滑斜面上,静止时弹簧的形变量为x0。斜面底端有固定挡板D,物体C靠在挡板D上。将质量也为m的物体A从斜面上的某点卣静止释放,A与B相碰。已知重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力。
(1)若A与B相碰后粘连在一起做简谐运动,求AB通过平衡位置时弹簧的形变量;
(2)在(1)问中,当AB第一次振动到最高点时,C对挡板D的压力恰好为零,求振动过程C 对挡板D的压力最大值:
(3)若将A从距离B为9x0。的位置由静止释放,A与B相碰后不粘连,但仍立即一起运动,且当B第一次运动到最高点时,C对挡板D的压力也恰好为零。已知A与B相碰后,A、B系统动能损失一半,求A与B相碰后弹簧第一次恢复到原长时B的速度大小。
磁悬浮列车的运行原理可简化为如图所示的模型,在水平面上,两根平行直导轨间有竖直方向且等距离分布的匀强磁场B1和B2,导轨上有金属框abcd,金属框宽度ab与磁场B1、B2宽度相同.当匀强磁场B1和B2同时以速度v0沿直导轨向右做匀速运动时,金属框也会沿直导轨运动,设直导轨间距为L,B1=B2=B,金属框的电阻为R,金属框运动时受到的阻力恒为F,则金属框运动的最大速度为多少?
如图所示,足够长的两根相距为0.5 m的平行光滑导轨竖直放置,导轨电阻不计,磁感应强度B为0.8 T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面.两根质量均为0.04 kg的可动金属棒ab和cd都与导轨接触良好,金属棒ab和cd的电阻分别为1 Ω和0.5 Ω,导轨最下端连接阻值为1 Ω的电阻R,金属棒ab用一根细绳拉住,细绳允许承受的最大拉力为0.64 N.现让cd棒从静止开始落下,直至细绳刚被拉断,此过程中电阻R上产生的热量为0.2 J(g取10 m/s2).求:
(1)此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab和Qcd;
(2)细绳被拉断瞬间,cd棒的速度v;
(3)细绳刚要被拉断时,cd棒下落的高度h.
如图所示,两根平行金属导轨固定在水平桌面上,每根导轨每米的电阻为r0=0.10 Ω/m,导轨的端点P、Q用电阻可忽略的导线相连,两导轨间的距离l=0.20 m.有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt,比例系数k=0.020 T/s.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直,在t=0时刻,金属杆紧靠在P、Q端,在外力作用下,杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动,求在t=6.0 s时金属杆所受的安培力.
如图所示,在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,垂直于磁场方向水平放置着两根相距为h=0.1 m的平行金属导轨MN与PQ,导轨的电阻忽略不计.在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3 Ω的电阻,导轨上跨放着一根长为L=0.2 m、每米长电阻r=2.0 Ω/m的金属棒ab,金属棒与导轨正交,交点为c、d.当金属棒以速度v=4.0 m/s向左做匀速运动时,试求:
(1)电阻R中电流的大小和方向;
(2)金属棒ab两端点间的电势差.
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1 m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小.
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8 W,求该速度的大小.
(3)在上问中,若R=2 Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)