(15分)如图所示,倾斜角θ=30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接.轨道宽度均为L=1m,电阻忽略不计.匀强磁场I仅分布在水平轨道平面所在区域,方向水平向右,大小B1=1T;匀强磁场II仅分布在倾斜轨道平面所在区域,方向垂直于倾斜轨道平面向下,大小B2=1T.现将两质量均为m=0.2kg,电阻均为R=0.5Ω的相同导体棒ab和cd,垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上,并同时由静止释放.取g=10m/s2.
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小;
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中,ab棒产生的焦耳热Q=0.45J,求该过程中通过cd棒横截面的电荷量;
(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h=10m,cd棒由静止释放后,为使cd棒中无感应电流,可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化,将cd棒开始运动的时刻记为t=0,此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0=1T,试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内,磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式.
在平直的高速公路上,一辆汽车正以32m/s的速度匀速行驶,因前方出现事故,司机立即刹车,直到汽车停下,已知汽车的质量为1.5×103kg,刹车时汽车所受的阻力为1.2×104N,求:
(1)刹车时汽车的加速度;
(2)从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间;
(3)从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离。
将一个物体以10m/s的速度从10m的高度水平抛出,落地点与抛出点间的水平距离是多少?(不计空气阻力,去g=10m/s2)
游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。(不考虑空气及摩擦阻力)
(1)若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大? 此时对应的h多高?
(2)若h′=4R,则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少?
在第21届温哥华冬奥会上,我国女子冰壶队取得了优异的成绩,比赛中,冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动,设一质量m=20kg的冰壶从被运动员推出到静止共用时t=20s,运动的位移x=30m,取g=10m/s2,求:冰壶在此过程中
(1)平均速度的大小;
(2)加速度的大小;
(3)所受平均阻力的大小。
在真空中A点有一正电荷C,把检验电荷
C的负电荷置于B点,他们相距离
m,如图所示。求:
(1)q受到的电场力的大小(k=9.0×109N·m2/c2);
(2)q所在点的电场强度的大小;
(3)只将B处的检验电荷q移走,求此时B点的电场强度的大小。