如图,虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,其主要部件为缓冲滑块
和质量为
的缓冲车厢.在缓冲车的底板上,沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨PQ、MN.缓冲车的底部,安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.导轨内的缓冲滑块
由高强度绝缘材料制成,滑块
上绕有闭合矩形线圈
,线圈的总电阻为
,匝数为
,
边长为
.假设缓冲车以速度
与障碍物
碰撞后,滑块
立即停下,此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动,从而实现缓冲,一切摩擦阻力不计.
(1)求滑块
的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若缓冲车厢向前移动距离
后速度为零,缓冲车厢与障碍物和线圈的
边均没有接触,则此过程线圈
中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一个压敏电阻元件,其阻值与其两端所加电压成正比,即R=kU,式中k为已知的常数.框架上有一质量为m,离地高为h的金属棒,金属棒与框架始终接触良好无摩擦,且保持水平,磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于框架平面向里.今将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动,不计金属棒电阻,重力加速度为g.试求:
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流大小和方向;
(2)金属棒落到地面时的速度大小;
(3)金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电量.
如图所示,长为L=6m、质量M=4kg的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一大小可忽略,质量为m=1kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块施加F=8N,方向水平向右的恒定拉力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:(g取10m/s2)
(1)小物块的加速度;
(2)物块从木板左端运动到右端经历的时间。
如图所示,一小滑块静止在倾角为370的斜面底端,滑块受到外力冲击后,获得一个沿斜面向上的速度v0=4m/s,斜面足够长,滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.25,已知sin370=0.60,cos370=0.80,g取10m/s2,求:
(1)滑块沿斜面上滑过程中的加速度的大小;
(2)滑块沿斜面上滑的最大距离;
(3)滑块返回斜面底端时速度的大小。
水平传送带以v0=4m/s的速度在水平方向做匀速直线运动,这时将一质量为m=1kg的小物体轻轻放在传送带的左端(如图所示),已知传送带与物体的摩擦因数为μ=0.4,传送带的长度为L=6m,问经多长时间能将物体送到右端。
如图所示,直角坐标系位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直xOy平面向外,电场线方向平行于y轴。一质量为m.电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点以水平速度v0向右抛出,与x轴成450角经x轴上M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从坐标系原点第一次离开电场和磁场。不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)磁感应强度的大小;
(3)求小球从A运动到O的总时间。