如图所示,光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为m=0.1kg、电阻为r=1Ω的金属杆,另一端施加竖直向下F=3N的拉力。在竖直平面内有间距为L=0.5m的足够长的平行金属导轨PQ、EF,在QF之间连接有阻值为R=3Ω的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为B0=2T的匀强磁场与导轨平面垂直,开始时金属杆置于导轨下端QF处,在拉力F的作用下从静止运动,当金属杆上升h=2m高度恰好达到稳定速度而匀速上升。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好(忽略所有摩擦,重力加速度为g)。求:
(1)金属杆匀速上升的速度v及金属杆从静止到上升h=2m的过程中,电阻R中产生的焦耳热QR;
(2)若将金属杆上升h=2m时的时刻记作t=0,速度记为v0,从此时刻起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度B怎样随时间t变化(写出B与t的关系式)。
某种弹射装置的示意图如图所示,光滑水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带长度L=4.0m,皮带轮沿顺时针方向转动带动皮带以恒定速率v=3.0m/s匀速传动。三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上,开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,处于静止状态。滑块A以初速度v0=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起(碰撞时间极短,可认为A与B碰撞过程中滑块C仍处于静止)。因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展从而使C与A、B分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.0m/s滑上传送带,并从传送带右端滑出落至地面上的P点。已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,求:
(1)滑块C从传送带右端滑出时的速度;
(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep。
一简谐波在某时刻的波动图象如图(a)所示,经0.1s后变成图(b),如果波的传播方向沿x轴正方向。
(1) 求该波的波长?
(2) 求该波的波速?
(3) 求该波的频率?
如图所示,理想变压器原线圈中输入电压U1=3300V,副线圈两端电压U2为220V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V,求:
(1)原线圈n1等于多少匝?
(2)当开关S断开时,表A2的示数
I2=5A,则表A1的示数I1为多少?
(3)当开关S闭合时,表A1的示数
I1′等于多少?
一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动,形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象求出:
(1)线圈转动的角速度;
(2)电动势的有效值;
如图所示,一竖直固定且光滑绝缘的直圆筒底部放置一可视为点电荷的场源电荷A,已知带电量Q=+4×10-3 C的场源电荷A形成的电场中各点的电势表达式为,其中k为静电力恒量,r为空间某点到A的距离。现有一个质量为m = 0.1 kg的带正电的小球B,它与A球间的距离为a = 0.4 m,此时小球B处于平衡状态,且小球B在场源电荷A形成的电场中具有的电势能表达式为
,其中r为q与Q之间的距离。另一质量也为m的不带电绝缘小球C从距离B的上方H = 0.8 m处自由下落,落在小球B上立刻与小球B粘在一起以2 m/s向下运动,它们到达最低点后又向上运动,向上运动到达的最高点为P(已知k = 9×109 N·m2/C2),求:
(1)小球C与小球B碰撞前的速度大小v0为多少?
(2)小球B的带电量q为多少?
(3)P点与小球A之间的距离为多大?
(4)当小球B和C一起向下运动与场源电荷A距离多远时,其速度最大?速度的最大值为多少?