某人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示.对于这种
设计,下列分析中正确的是
A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行
B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行
C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律
D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律
用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上,在如图所示的四种挂法中,细绳对镜框拉力最小的是
(16分)如图甲所示,两水平放置的平行金属板A、B的板长,板间距离d=0.10m,在金属板右侧有一范围足够大,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=1.0×10-2T,其左边界为y轴.在t=0时刻,两金属板间加如图乙所示的正弦交变电压.现从t=0开始,位于极板左侧的粒子源沿x轴向右以1000个/秒的数量连续均匀发射带正电的粒子,粒子均以的初速度沿x轴进入电场,经电场后部分粒子射入磁场.已知带电粒子的比荷,粒子通过电场区域的极短时间内,极板间的电压可以看作不变,不计粒子重力,不考虑极板边缘及粒子间相互影响.试求:
(1)t=0时刻进入的粒子,经边界y轴射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2)每秒钟有多少个粒子进入磁场;
(3)何时刻由粒子源进入的带电粒子在磁场中运动时间最长,求最长时间tm(π≈3).
(15分)如图甲所示,一正方形单匝线框abcd放在光滑绝缘水平面上,线框边长为L,质量为m,电阻为R.该处空间存在一方向竖直向下的匀强磁场,其右边界MN平行于ab,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,要求:
(1)若线框保持静止,求在时间t0内产生的焦耳热;
(2)若线框从零时刻起,在一水平拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为a,经过时间t0线框cd边刚要离开边界MN.求在此过程中拉力所做的功;
(3)在(2)的情形下,为使线框在离开磁场的过程中,仍以加速度a做匀加速直线运动,试求线框在离开磁场的过程中水平拉力F随时间t的变化关系.
(15分)如图所示,匀强磁场的方向竖直向上,磁感应强度大小为B0.电阻为R、边长为L的正方形线框水平放置, OO′为过ad、bc两边中点的直线,线框全部位于磁场中.现将线框右半部固定不动,而将线框左半部以角速度ω绕OO′为轴向上匀速转动,如图中虚线所示,要求:
(1)写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式;
(2)若线框左半部分绕OO′向上转动90°,求此过程中线框中产生的焦耳热;
(3)若线框左半部分转动60°后固定不动,此时磁感应强度随时间按变化,k为常量,写出磁场对线框边的作用力随时间变化的关系式.
(12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一个压敏电阻元件,其阻值与其两端所加电压成正比,即R=kU,式中k为已知的常数.框架上有一质量为m,离地高为h的金属棒,金属棒与框架始终接触良好无摩擦,且保持水平,磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于框架平面向里.今将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动,不计金属棒电阻,重力加速度为g.试求:
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流大小和方向;
(2)金属棒落到地面时的速度大小;
(3)金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电量.