在平直铁轨上以60m/s速度行驶的动车组车箱内,乘客突然发现,悬挂在箱顶上的物体悬线向车前进方向偏离竖直方向θ=14°角,如下图所示,从此刻起动车组保持该情形不变,求:(tan14°=0.25,g=10m/s2)(1)动车组是匀加速直线运动还是匀减速直线运动;(2)动车组的加速度大小;(3)动车组若作匀减速直线运动,30s内运动的距离。
如图10-1-14所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度为ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω,求:图10-1-14(1)转动过程中感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势;(4)交流电压表的示数;(5)转动一周外力做的功;(6) 周期内通过R的电荷量为多少?
如图9-3-15所示,两根电阻忽略不计的相同金属直角导轨相距为l,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,且都是足够长.两金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.回路总电阻为R,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中.现使杆ab受到F=5.5+1.25t(N)的水平外力作用,从水平导轨的最左端由静止开始向右做匀加速直线运动,杆cd也同时从静止开始沿竖直导轨向下运动.已知:l=2 m,mab=1 kg,mcd=0.1 kg,R=0.4 Ω,μ=0.5,g取10 m/s2.求:图9-3-15(1)磁感应强度B的大小;(2)cd杆下落过程达最大速度时,ab杆的速度大小.
如图9-2-13所示,a、b灯分别标有“36 V 40 W”和“36 V 25 W”,闭合电键,调节R,能使a、b都正常发光.断开电键后重做实验,电键闭合后看到的现象是什么?稳定后哪只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象? 图9-2-13
半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B=0.2 T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4 m,b=0.6 m,金属圆环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2 Ω,一金属棒MN与金属圆环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计.图9-1-14(1)若棒以v0=5 m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′的瞬间(如图9-1-14所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流.(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为= T/s,求L1的功率.
如图8-3-19所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场.一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为E的偏转电场,最后打在照相底片D上.已知同位素离子的电荷量为q(q>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场,照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L,忽略重力的影响.图8-3-19(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小;(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x,求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示).