下列各组物理量中,都是矢量的是
A.位移、时间、速度 B.速度、速率、加速度
C.加速度、速度的变化、速度 D.路程、时间、位移
(12分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
(12分)如图所示,边长L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形金属线框,放在磁感应强度B=0.80T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合. 在力F作用下由静止开始向左运动,5.0s末时从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如下图所示.已知金属线框的总电阻R=4.0Ω,求:
(1)t=5.0s时金属线框的速度;
(2)t=4.0s时金属线框受到的拉力F的大小;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么金属线框从磁场拉出的过程中,线框中产生的焦耳热是多少.
(10分)交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,匀速转动的角速度为ω,线圈内电阻为r,外电路电阻为R。.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:
(1)通过R的电荷量q为多少?
(2)R上产生的电热QR为多少?
(3)外力做的功W为多少?
(8分)如图所示,两根足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距,导轨上端连接着电阻
,质量为m=0.01kg、电阻为R2=
的金属杆ab与导轨垂直并接触良好,导轨电阻不计。整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中。ab杆由静止释放,经过一段时间后达到最大速率,取g=10m/s2,求此时:
(1)杆的速率;
(2)杆两端电压;
(3)电阻R1消耗的电功率。
(8分)如图所示,木板A质量mA=1 kg,足够长的木板B质量mB=4 kg,质量为mC=2 kg的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦. 现使A以v0=12 m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4 m/s速度弹回. 求:
(1)B运动过程中的最大速度大小.
(2)C运动过程中的最大速度大小.