图1是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电阻R形成闭合电路.图2是线圈的正视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(共N匝线圈)
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图3所示,写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;
(3)若线圈电阻为r,求电阻R两端测得的电压,线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其它电阻均不计)
如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高度也为h,坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半,两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求
(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA;
(2)A、B两球的质量之比mA:mB。
如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知l =1.4m,v =3.0m/s,m = 0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数u =0.25,桌面高h =0.45m。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求
(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s
(2)小物块落地时的动能Ek
(3)小物块的初速度大小v0
如题图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,转台以一定角速度
匀速旋转。一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与
之间的夹角
为60°。重力加速度大小为g。
(1)若,小物块受到的摩擦力恰好为零,求
;
(2)若,且
,求小物块受到的摩擦力大小和方向。
如下图所示,竖直平面(纸面)内有直角坐标系xOy,x轴沿水平方向。在x≤O的区域内存在方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B1的匀强磁场。在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板,平板平行于x轴且与x轴相距h。在第一象限内的某区域存在方向相互垂直的匀强磁场(磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外)和匀强电场(图中未画出)。一质量为m、不带电的小球Q从平板下侧A点沿x轴正向抛出;另一质量也为m、带电量为q的小球P从A点紧贴平板沿x轴正向运动,变为匀速运动后从y轴上的D点进入电磁场区域做匀速圆周运动,经圆周离开电磁场区域,沿y轴负方向运动,然后从x轴上的K点进入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一点,且竖直方向速度相同。设运动过程中小球P电量不变,小球P和Q始终在纸面内运动且均看作质点,重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的场强大小,并判断P球所带电荷的正负;
(2)小球Q的抛出速度vo的取值范围;
(3)B1是B2的多少倍?
(15分)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=1.0m,A、B两点的高度差h=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力影响,求:
⑴地面上DC两点间的距离s;⑵轻绳所受的最大拉力大小。