如图所示,MPQ为竖直面内一固定轨道,MP是半径为R的1/4光滑圆弧轨道,它与水平轨道PQ相切于P,Q端固定一竖直挡板,PQ长为s。一质量为m的小物块在M端由静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次碰撞(碰撞无机械能损失)后停在距Q点为L的地方,重力加速度为g,不计空气阻力。求:(1)物块滑至圆弧轨道P点时轨道对物块的支持力大小;(2)物块与PQ段动摩擦因数μ。
图为一个小型交流发电机的原理图,其矩形线圈abcd的面积为S,共有n匝,线圈总电阻为r,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动;线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)求:(1)推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω; (2)求线圈匀速转动过程中电压表的示数; (3)求线圈匀速转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。
如图所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线为t1=0时的波形图,此时P质点向y轴负方向运动,虚线为t2=0.1s时的波形图。已知t2-t1<T,T为波的周期。求: (1)波的传播方向和波长λ;(2)这列波的传播速度;(3)这列波的频率。
如图所示,虚线上方有匀强电场,方向竖直向下,虚线上下方均有磁感应强度相同的匀强磁场,方向垂直纸面向外,ab是一根长为L的绝缘细杆,沿电场线放置在虚线上方的场中,b端在虚线上.将一套在杆上的带正电的重力忽略不计的小球从a端由静止释放后,小球先做加速运动,后做匀速运动到达b端.已知小球与绝缘杆间的动摩擦因数μ=0.3,当小球脱离杆进入虚线下方后,运动轨迹是半圆,圆的半径是L/3,求:(1)小球从b端脱离时的速度;(2)带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值。
(本题10分)如图所示,在磁感应强度B=0.2 T、方向与纸面垂直的匀强磁场中,有水平放置的两平行导轨ab、cd,其间距l=50 cm,a、c间接有电阻R.现有一电阻为r的导体棒MN跨放在两导轨间,并以v=10 m/s的恒定速度向右运动,a、c间电压为0.8 V,且a点电势高.其余电阻忽略不计.问:(1)导体棒产生的感应电动势是多大?(2)通过导体棒电流方向如何?磁场的方向是指向纸里,还是指向纸外?(3)R与r的比值是多少?
(本题9分)在如图所示的匀强电场中,一个电荷量Q=+2.0×10-8 C的点电荷所受电场力F=4.0×10-4 N.沿电场线方向有A、B两点,A、B两点间的距离s=0.10 m. 求:(1)匀强电场的电场强度E的大小;(2)该点电荷从A点移至B点的过程中,电场力所做的功W.