如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图,两磁极间的磁场可看成勻强磁场,磁感应强度为B,矩形线圈abcd以恒定角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴OO’逆时针方向转动,矩形abcd关于OO’对称,已知矩形线圈共有N匝,边长为L1,bc边长为L2,线圈电阻为r,外接电阻为R。(1) 在线圈位于如图所示的垂直于磁场方向的位置开始计时,规定由a→b(或c→d)方向的感应电动势为正,推导出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式。(2) 求交流电流表(内阻不计)的读数。
如图(a)所示,一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(b)所示,取沿传送带向上为正方向,,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求: (1)0—10s内物体位移的大小; (2)物体与传送带间的动摩擦因数; (3)0—10s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。
如图所示,串联阻值为的闭合电路中,面积为的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为k的匀强磁场,abcd的电阻值也为,其他电阻不计.电阻两端又向右并联一个平行板电容器.在靠近板处由静止释放一质量为、电量为的带电粒子(不计重力),经过板的小孔进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为B的圆形匀强磁场,已知该圆形匀强磁场的半径为。求: (1)电容器获得的电压; (2)带电粒子从小孔射入匀强磁场时的速度; (3)带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角.
如图所示,水平地面和半圆轨道面均光滑,质量M=1kg的小车静止在地面上,小车上表面与R=0.24m的半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m=2kg的滑块(可视为质点)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端,二者共速时小车还未与墙壁碰撞,当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,求: (1)滑块与小车共速时的速度及小车的最小长度; (2)滑块m恰好从Q点离开圆弧轨道时小车的长度; (3)讨论小车的长度L在什么范围,滑块能滑上P点且在圆轨道运动时不脱离圆轨道?
如图所示,某滑板爱好者在平台上滑行,他水平离开平台边缘A点时的速度vA=4.0m/s,恰能无碰撞地沿圆弧切线从B点进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道滑行.C为轨道的最低点,B、D为轨道与水平地面的连接点.在滑到D点时,突然用力,使滑板变成沿水平地面继续滑行s=8.0m后停止.已知人与滑板可视为质点,其总质量m=60.0kg,沿水平地面滑行过程中所受到的平均阻力大小Ff=60N,空气阻力忽略不计,轨道半径R=2.0m,轨道BCD对应的圆心角θ =74°,g取10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6.求: (1)人与滑板在B点的速度大小; (2)运动到圆弧最低点C时对轨道的压力; (3)人和滑板与水平地面在D点相互作用过程中损失的动能.
用200 N的拉力将地面上一个质量为10 kg的物体从静止开始提起5m,空气阻力不计,g取10m/s2;求: (1)拉力的平均功率。 (2)物体提高后增加的重力势能。 (3)物体提高后具有的动能。