导轨式电磁炮实验装置如图所示,两根平行长直金属导轨固定在绝缘水平面上,其间安放金属滑块。滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源。若电源提供的强大电流为I=8.0×105A,两导轨间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度大小B=2T。若导轨内侧间距L=1.5cm,滑块的质量m=24g,,试求:(1)滑块运动过程中受到的安培力的大小;(2)要使滑块获得v=3.0km/s的速度,导轨至少多长。
如图甲所示为一风力实验示意图.开始时,质量为m="1" kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上,并静止于O点.现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上,经时间t1="0.4" s后撤去风力.小球沿细杆运动的v-t图象如图乙所示(g取10 m/s2) .试求:(1)小球沿细杆滑行的距离;(2)小球与细杆之间的动摩擦因数;(3)风力F的大小.
(10分)如图所示,A、B两球完全相同,质量均为m,用两根等长的细线悬挂在O点,两球之间固连着一根劲度系数为k的轻弹簧,两球静止时,弹簧位于水平方向且与AB两球心连线共线,两根细线之间的夹角为,求:(1)细线中拉力的大小;(2)弹簧长度的压缩量.
(16分)如图所示,空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场。现将质量为、边长为的正方形线框,静止放在光滑绝缘足够大的水平桌面上,边与轴重合。边的电阻为,边的电阻为,线框其余部分电阻不计。 (1)若磁场随时间的变化规律为 (为大于零的已知常数),求线框中感应电流的大小和方向。 (2)若磁场不随时间变化,而是按照下列情况分布:磁感应强度沿轴方向均匀分布,沿轴方向按规律变化(为大于零的已知常数),线框从=0时刻、以初速度由图示位置向轴正方向平动。求在图示位置线框所受安培力的大小和方向。 (3)在第(2)问中,若,求在整个运动过程中,电阻产生的焦耳热。
(16分)如图甲所示,在轴右侧加有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度=1T。从原点处向第Ⅰ象限发射一比荷 =1×104C/kg的带正电的粒子(重力不计),速度大小=103m/s,方向垂直于磁场且与轴正方向成300角。(1)求粒子在该匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和在该磁场中运动的时间。 (2)若磁场随时间变化的规律如图乙所示(垂直于纸面向外为正方向),s后空间不存在磁场.在=0时刻,粒子仍从点以与原来相同的速度射入,求粒子从点射出后第2次经过轴时的坐标。
(15分)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数:=3:l,原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表,副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压的图象如图乙所示。 (1)求图甲中电压表的读数。 (2)要求灯泡均正常发光,求电路中最多允许接入的灯泡个数。 (3)为满足第(2)问中要求,求可变电阻应调到的电阻值