如图所示,一根原来静止在固定的光滑绝缘水平台上的导体棒ab,长为L=1m,质量m=0.2kg,导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计,质量M=2.5kg的金属框架上,导体棒的电阻R=1Ω,磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面.当金属框架在手指牵引下上升h=0.8m,获得稳定速度,此过程中导体棒产生热量Q=2J,下一刻导体棒恰好要离开平台.(不计一切摩擦和导线间的相互作用,g取10m/s2.)求:
(1)导体棒所达到的稳定速度是多少?
(2)此过程中手对金属框架所做的功是多少?
为了响应国家的“节能减排”号召,某同学采用了一个家用汽车的节能方法.在符合安全行驶要求的情况下,通过减少汽车后备箱中放置的不常用物品和控制加油量等措施,使汽车负载减少.假设汽车以72 km/h的速度匀速行驶时,负载改变前、后汽车受到的阻力分别为2 000 N和1950 N,请计算该方法使汽车发动机输出功率减少了多少?
(9分)有一带电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的A点移到 B点时,克服静电力做功6×10-4 J,从B点移到C点时静电力做功9×10-4 J.求:
(1)AB、BC、CA间电势差各为多少?
(2)若以B点为电势零点,则A、C两点的电势各为多少?点电荷在A、C两点的电势能各为多少?
(10分)如图18所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力)试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离
(10分)在水平地面上固定一倾角θ=37°、表面光滑的斜面体,物体A以v1=6 m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出,如图17所示.如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中.(A、B均可看做质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间t; (2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h.
(11分)利用电动机通过如图20所示的电路提升重物,已知电源电动势E=6 V,电源内阻r=1 Ω,电阻R=3 Ω,重物质量m=0.10 kg,当将重物固定时,电压表的示数为5 V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数为5.5 V,
求(1)电动机线圈的电阻R1 (2)电动机以稳定的速度匀速提升重物时,消耗的电功率
(3)电动机以稳定的速度匀速提升重物时,输出的电功率
(4)重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g取10 m/s2).