如图所示,一个M=2kg的物体放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0=0.1kg的小桶相连,已知:M受到的最大静摩擦力Fm=4.5N,滑轮上的摩擦不计,g=10N/kg,求在以下情况中,
(1)只挂m0处于静止状态时,M受到的摩擦力的大小;
(2)只在桶内加入m1=0.5kg的砂子时,M受到的摩擦力的大小;
(3)只在桶内加入m1=0.6kg的砂子时,要使M静止,需要加一个水平向左的力F,则F至少多大?
如图1所示,在坐标系xOy中,在-L≤x<0区域存在强弱可变化的磁场B1,在0≤x≤2L区域存在匀强磁场,磁感应强度B2=2.0T,磁场方向均垂直于纸面向里。一边长为L=0.2m、总电阻为R=0.8Ω的正方形线框静止于xOy平面内,线框的一边与y轴重合。
(1)若磁场B1的磁场强度在t=0.5s内由2T均匀减小至0,求线框在这段时间内产生的电热为多少?
(2)撤去磁场B1,让线框从静止开始以加速度a=0.4m/s2沿x轴正方向做匀加速直线运动,求线框刚好全部出磁场前瞬间的发热功率。
(3)在(2)的条件下,取线框中逆时针方向的电流为正方向,试在图2给出的坐标纸上作出线框中的电流I随运动时间t的关系图线。(不要求写出计算过程,但要求写出图线端点的坐标值,可用根式表示)
静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动s=50m。若用大小仍为400N、而方向与水平方向夹角为37°斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50m远处,则拉力的作用时间最少是多少?()
某同学是这样解的:当拉力水平时:由运动学公式,有①
由牛顿第二定律:②
当拉力斜向上时:设加速度大小为
在水平方向由牛顿第二定律:③
再由运动学公式,④解得拉力作用的最少时间:
(1)这位同学解法是否有不合理的地方?(回答“有”还是“没有”?)
(2)若有不合理的地方,请你指出这位同学错误步骤对应的序号,并说明理由。
(3)若有不合理的地方,请用你自己的方法算出正确结果。
如图所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上,两轨道之间的距离 l = 0.50m.轨道的MM′端之间接一阻值R =0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为 R0 = 0.50m.直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B = 0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d = 0.80m,且其右边界与NN′重合.现有一质量 m = 0.20kg、电阻 r = 0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s = 2.0m处.在与杆垂直的水平恒力 F =2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数 μ= 0.10,轨道的电阻可忽略不计,取 g = 10m/s2,求:
(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;
(2)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热.
在平面直角坐标系xOy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60º角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:
⑴M、N两点间的电势差UMN;
⑵粒子在磁场中运动的轨道半径r;
⑶粒子从M点运动到P点的总时间t.
如图所示,水平U形光滑导轨,宽度为L=1m,导轨电阻忽略不计,ab杆的电阻 r=0.1Ω,定值电阻R=" 0." 3Ω。匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,方向垂直导轨向上,现用力F拉动ab杆由静止开始向右加速前进2m时恰以2m/s的速度作匀速运动。求此时:
(1)a、b间的电势差 ;
(2)ab杆所受的安培力大小和方向;
(3)ab杆加速过程中通过ab杆的电量q。