如图所示,MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距L为1m,电阻不计。导轨所在的平面与磁感应强度B为1T的匀强磁场垂直。质量m=0.2 kg、电阻r=1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨并与其保持光滑接触,导轨的上端有阻值为R=3Ω的灯泡。金属杆从静止下落,当下落高度为h=4m后灯泡保持正常发光。重力加速度为g=10m/s2。求:(1)灯泡的额定功率;(2)金属杆从静止下落4m的过程中通过灯泡的电荷量;(3)金属杆从静止下落4m的过程中灯泡所消耗的电能.
滑雪是冬天一项极具刺激性的体育运动,如图甲所示,滑雪者踏着雪橇(它们的总质量为75kg)在倾角的斜面上向下滑动,在运动过程中受到的空气阻力与速度成正比,现测得雪橇运动的图象为乙所示,图中的AB直线是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线,试求:(1)雪橇开始做什么运动,最后做什么样的运动?(2)当雪橇的速度为时,它的加速度为多大?(3)空气的阻力系数和雪橇与斜坡间的动摩擦因。
气球被水平吹来的风吹为如左下图所示的情形,若测得绳子与水平面的夹角为37°,水平风力,气球的重力,试求气球受到的空气浮力的大小和绳子拉力的大小。
有一质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上,另一质量为m、带电量的绝对值为q的物块(视为质点),以初速度v0从绝缘板的上表面的左端沿水平方向滑入,绝缘板周围空间是范围足够大的匀强电场区域,其场强大小,方向竖直向下,如图所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定,物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止;若将匀强电场的方向改变为竖直向上,场强大小不变,且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入,结果两者相对静止时,物块未到达绝缘板的右端。求:(1)场强方向竖直向下时,物块在绝缘板上滑动的过程中,系统损失的动能;(2)场强方向竖直向下与竖直向上时,物块受到的支持力之比;(3)场强方向竖直向上时,物块相对于绝缘板滑行的距离。
如图甲所示,平行金属导轨竖直放置,导轨间距为L=1 m,上端接有电阻R1=3 Ω,下端接有电阻R2=6 Ω,虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量m=0.1 kg、电阻不计的金属杆ab,从OO′上方某处垂直导轨由静止释放,杆下落0.2 m过程中始终与导轨保持良好接触,杆的加速度a与下落距离h的关系图象如图乙所示。求:(1)磁感应强度B;(2)杆下落0.2 m的过程中通过电阻R2的电荷量q。
如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100,电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。求:(1)交流发电机产生的电动势的最大值;(2)电路中交流电压表的示数。