(14分)如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,解答以下问题。
(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度ν1是多少?
(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度ν2是多少?
(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则从金属棒开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程中所需的时间是多少?
(10分)内蒙古拥有得天独厚的风力资源,是我国北部的风能富集区。在2008年奥运会之前分两期兴建了总装机容量为12万千瓦的风力发电厂。建成后,若采用110kV电压向北京输电。已知从内蒙古到北京的输电线电阻为1Ω。
(1)求输电导线损耗的功率;
(2)若为了降低损耗,把输电电压提高为220kV,求提高输电电压后比原来少损耗的功率。
(3)为了进一步节约能源,请你为输电环节提出一条以上改进措施。
(8分)水平杆上振动的弹簧振子,如下图所示,在AB范围内做简谐振动,已知AB间的距离为16cm,振子从A开始运动到第二次经过O的时间为3s,不计球与杆间的摩擦,(取向右为正) 求:
(1)弹簧振子的振幅是多少?
(2)弹簧振子在6s内通过的路程是多少?
(3)若从弹簧振子在A处开始计时,弹簧振子在8s时的位移是多少?
(4)若从弹簧振子在A处开始计时,请在下图中作出该振子简谐运动的x-t图像。
一简谐横波在x轴上传播,在某时刻的波形如图所示。已知此时质点F的运动方向沿-y方向,则
A.此波朝x轴负方向传播
B.质点E的振幅为零
C.质点B将比质点C先回到平衡位置
D.质点H此时沿-y方向运动
关于波速,下列说法正确的是:
A.波传播的速度就是介质质点运动的速度;
B.波由一种介质进入另一种介质时,波速不变;
C.波的传播速度与波源的振动频率无关
D.波只有在同一种均匀介质中波速不变。
一单摆做小角度摆动,其振动图象如图,以下说法正确的是
A.t1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小
B.t2时刻摆球速度最大,振动方向沿x正方向
C.t3时刻摆球速度为零,加速度最大,方向沿x负方向
D.t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大