如图所示,空间内存在只够大的水平向右的匀强电场区域,场强E=4x103V/m,有一带电量为5x10-6C质量为2g的小物体从离桌面右边缘2m处的A位置由静止释放,经过一段时间,小物体落在水平地面上的B位置,已知桌面高度为0.8m,B与桌子右边缘的水平距离为3.2m,求:(1)物体离开桌面右边缘时速度(2)小物体与桌面间的摩擦系数
磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具。它的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框,电阻为,金属框置于xOy平面内,长边MN长为平行于y轴,宽为的NP边平行于x轴,如图5-1所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为,最大值为,如图5-2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为()。(1)简要叙述列车运行中获得驱动力的原理;(2)为使列车获得最大驱动力,写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及与d之间应满足的关系式;(3)计算在满足第(2)问的条件下列车速度为时驱动力的大小。
由于受地球信风带和盛行西风带的影响,海洋中一部分海水做定向流动,称为风海流,风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子,这些离子随风海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转,便可用来发电。图11为一利用风海流经典的磁流体发电机原理示意图,用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道,在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N,金属板长为,宽为,两板间的距离为,将管道沿风海流方向固定在风海流中,在金属板之间加一水平匀强磁场,磁感应强度大小为,方向由南向北,用导线将M、N外侧连接电阻为的航标灯(图中未画出)。工作时,海水从东向西流过管道,在两金属板之间形成电势差,可以对航标灯供电,设管道内海水的流速处处相同,且速率恒为,海水的电阻率为,海水所受摩擦力与流速成正比,比例系数为。(1)求磁流体发电机电动势的大小,并判断M、N两板哪个板电势较高;(2)由于管道内海水中有电流通过,磁场对管道内海水有力的作用,求此力的大小和方向;(3)求在时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
如图2所示,两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为,导轨平面与水平面夹角,导轨上端跨接一定值电阻,导轨电阻不计,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,长为的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持接触良好,金属棒的质量为、电阻为,重力加速度为,现将金属棒由静止释放,当金属棒沿导轨下滑距离为时,速度达到最大值,求:(1)金属棒开始运动时的加速度大小;(2)匀强磁场的磁感应强度大小;(3)金属棒沿导轨下滑距离为的过程中,电阻上产生的电热?
如图1所示,质量为的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为的物体A(可视为质点)。一个质量为的子弹以500m/s的水平速度迅速射穿A后,速度变为100m/s,最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数。(g=10m/s2)(1)平板车最后的速度是多大?(2)全过程损失的机械能为多少?(3)A在平板车上滑行的距离为多少?
如图4,光滑水平面上有一质量为的小车,车上表面水平且光滑,车上装有半径为的光滑四分之一圆环轨道,圆环轨道质量不计且与车的上表面相切,质量为的小滑块从跟车面等高的平台以的初速度滑上小车(足够大,以至滑块能够滑过与环心O等高的b点),试求:(1)滑块滑到b点瞬间,小车速度多大?(2)滑块从滑上小车至滑到环心O等高的b点过程中,车的上表面和环的弹力共对滑块做了多少功?(3)小车所能获得的最大速度为多少?