水平放置的两根平行金属导轨ad和bc,导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2,组成矩形线框,如图所示,ad和bc相距L=0.5m,放在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T,一根电阻为0.2Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上,在外力作用下以4m/s的速度,向右匀速运动,如果电阻R1=0.3Ω,R2=0.6Ω,导轨ad和bc的电阻不计,导体与导轨接触良好.求:
(1)导体棒PQ中产生的感应电流的大小;
(2)导体棒PQ上感应电流的方向;
(3)导体棒PQ向右匀速滑动的过程中,外力做功的功率.
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如图所示,一木箱静止在长平板车上,某时刻平板车以a = 2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动,当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动,己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ= 0.225,箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g取10m/s2)。求:
(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小
(2)木箱做加速运动的时间和位移的大小
(3)要使木箱不从平板车上滑落,木箱开始时距平板车右端的最小距离。
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如图所示为研究电子枪中电子在恒定电场中运动的简化模型示意图。在xOy 平面的第一象限,存在以x轴、y轴及双曲线的一段(0≤x≤L,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域I,电场强度为E;在第二象限存在以(-2L≤x≤0,0≤y≤L)为边界的匀强电场区域Ⅱ。一电子(电荷量大小为e,质量为m,不计重力)从电场I的边界B点处由静止释放,恰好从N点离开电场区域Ⅱ。求:
(1)电子通过C点时的速度大小;
(2)电场区域Ⅱ中的电场强度的大小;
(3)试证明:从AB曲线上的任一位置由静止释放的电子都能从N点离开电场。
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如图所示,固定的长直水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接,圆轨道半径为R,PN恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块A和B紧靠在一起静止于N处,物块A的质量mA=2m,B的质量mB=m,两物块在足够大的内力作用下突然分离,分别沿轨道向左、右运动,物块B经过P点时对轨道的压力为mg。已知物块A与MN轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为g,求:
(1)两物块刚分离时物块B的速度大小vB;
(2)物块A在水平面上滑行的最大距离。
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一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动。有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道的距离MN为d =10m,如图所示。转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间为T =60s。光速转动方向如图中箭头所示。当光束与MN的夹角为45°时,光束正好射到小车上。如果再经过Δt=2.5s光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留二位数字)。
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为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持一定的距离。已知某高速公路的最高限速为v=40m/s。假设前方汽车突然停止,后面司机发现这一情况,经操纵刹车到汽车开始减速经历的时间(即反应时间)t=0.5s。刹车时汽车的加速度大小为4m/s2。求该高速公路上行驶的汽车的距离至少应为多少?(g取10m/s2)
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一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示,T=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板,已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图像如图(b)所示,木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小为,求:
(1)木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数;
(2)木板的最小长度;
(3)木板右端离墙壁的最终距离。
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如图所示,半径R=0.3m的光滑圆弧轨道与粗糙斜面相切于B点,斜面最高点C距地面的高度h=0.15m,质量M=0.04kg的小物块从圆弧最低点A,以大小v=2m/s、方向向左的初速度开始运动,到斜面最高点C时速度为零.此时恰被从P点水平射出质量m=0.01kg弹丸击中,已知弹丸进人物块时速度方向沿着斜面,并立即停在物块内,P点距地面的高度H=1.95m弹丸的水平初速度v0=8m/s,取g=10m/s2.求:
(1)斜面与水平地面的夹角θ;(可用反三角函数表示)
(2)物块回到A点时对轨道的压力大小;
(3)物块沿圆弧轨道运动,在所能到达的最高点处加速度大小.
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某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示.他使木块以初速度v0=4 m/s的速度沿倾角θ=30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示.g取10 m/s2.求:
(1)上滑过程中的加速度的大小a1;
(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ;
(3)木块回到出发点时的速度大小v.
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汽车在路上出现故障时,应在车后放置三角警示牌(如图所示),以提醒后面驾车司机,减速安全通过.在夜间,有一货车因故障停驶,后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来,由于夜间视线不好,小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体,并且他的反应时间为0.6s,制动后最大加速度为5m/s2.求:
(1)小轿车从刹车到停止所用的最短时间;
(2)三角警示牌至少要放在车后多远处,才能有效避免两车相撞.
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