⑶若在金属框边到达磁场边界时合上开关S,分析判断此后金属框的运动情况,并求出确定状态相关的物理量(至少求出两个)。
⑵在这0.5s内金属框产生了多少热量?金属框边到达磁场边界(还没有进入磁场)时感应电流的功率多大?
⑴求金属框边到达磁场边界时的速度;
15.(15分)如图所示,光滑平行金属导轨所在平面与水平面成角,端通过开关S接有电阻,虚线内有界匀强磁场的上边界垂直于导轨,宽度,磁感应强度,方向垂直于导轨平面斜向上。质量为的正方形金属框边长,每边电阻均为,金属框运动中始终在磁场内并保持与磁场垂直,在金属框边的中点连接短导线,短导线搁在导轨上,且与导轨接触良好,边恰好与磁场边界重合。将开关S断开,让金属框由静止开始沿导轨下滑,经金属框边到达磁场边界。导轨和短导线电阻不计,磁场区域足够长。
14.(14分)如图所示,真空中xOy光滑绝缘水平面内,在坐标点M(L,0)固定一个点电荷-Q,坐标点N(4L,0)固定一个点电荷 + 2Q,以O点为圆心,半径为2L的圆与坐标轴的交点分别为A、B、C、D.已知若取无穷远处电势为零,则离点电荷Q距离为r处的电势为
⑴猜测圆上任意一点的场强方向的特征,并加以证明
⑵用长为2L的绝缘细线系一质量为m、电量为 +q带电球,另外一端系在O点,要使小球能在细线拉力作用下做圆周运动,求其在D点的最小速度.
⑵已知弹簧的弹性势能,其中为弹簧的劲度系数,为弹簧的形变量,试确定撤去推力F后滑块B最终的位置。
⑴弹簧的最大弹性势能;
13.(14分)如图所示,质量均为m的小车A通过轻弹簧与墙壁相连,A与地面间无摩擦,静止在O点;滑块B质量也为m,与水平地面间的摩擦力大小为,B在恒定水平推力F作用下从C点由静止开始向右运动,在O点与小车A碰撞(碰撞时间极短,不粘连)后与A一起继续向右运动压缩弹簧,过D点时A、B动能达到最大,若在A、B过D点时撤去推力F,A、B还能向右运动到E点,已知OC=4s,OD=s,OE=2s,A、B当作质点,求:
12.(10分)如图所示,长为R=10.0m的不可伸长的轻绳,上端固定在O点,下端连一小球.小球接近地面,处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初速度,小球开始做圆周运动.当小球第一次到达O点左侧与O点等高处时绳突然断开,小球再经过时间t=2.0s着地.求小球离开地面的最大高度及初速度.重力加速度为g=10.0m/s2.
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