如图所示,两光滑的平行金属导轨位于同一水平面上,相距L,左端与一电阻R相连;整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向竖直向下。一质量为m的导体棒ab置于导轨上,导体棒接入电路部分的电阻。现给导体棒一水平向右的初速度v0,导轨足够长且电阻忽略不计。求:
(1)导体棒ab两端电势差的最大值Uab;
(2)电阻R上产生热量的最大值QR;
(3)导体棒ab运动位移的最大值x。
如图所示,质量分别为m和2m的小球1和小球2用一根轻质弹簧连接起来,放在光滑的水平面上,初始时弹簧处于原长且两小球均处于静止状态。现给小球1向右的瞬时冲量I,则在以后的运动中(水平面足够长,弹簧始终处于弹性形变范围内),求:
(1)弹簧的弹性势能的最大值;
(2)小球2的最大速度。
一座小型水电站向远处的用户供电,已知它输出的电功率为5×104W,输电电压为2.5kV,输电导线的总电阻为5Ω。在用户处安装降压变压器,使用户得到的电压为220V,求:
(1)输电线上损失的功率;
(2)降压变压器的匝数比。
为探究影响感应电流方向的因素,几位同学做了如下的实验。
(1)小李同学选用图(甲)中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显,电源选用_______,电表选用________;(填写器材前的代码)
A.低压直流电源
B.低压交流电源
C.220V交流电源
D.灵敏电流计
E.0~0.6A量程的电流表
F.0~0.6V量程的电压表
②请在实物图中,用笔画线代替导线将电路补充完整_______;
③实验过程中,记录的实验现象如下表所示,观察四项实验结果,能够得出结论,产生感应电流的条件与________的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)
A.磁场 B.电场 C.闭合导体回路包围的面积
开关和变阻器的状态 | 线圈B中是否有电流 |
开关闭合瞬间 | 有 |
开关断开瞬间 | 有 |
开关闭合时,滑动变阻器不动 | 无 |
开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片 | 有 |
(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图(乙)所示的电路,整个电路处于垂直导轨的磁场中,当导体棒在金属导轨上向右移动时,电表中有电流,得出结论,产生感应电流的条件与________的变化有关?(选填“A”“B”或“C”)
A.磁场 B.电场 C.闭合导体回路包围的面积
依据小李和小张两位同学的实验得出结论:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流。
(3)小任同学根据感应电流产生的条件,想利用摇绳发电。如图(丙)所示,把条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线,沿________方向站立时,发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。
碰撞的恢复系数的定义为其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度,v1和v2分别是碰撞后两物体的速度,弹性碰撞的恢复系数e=1,非弹性碰撞的e<1,现利用下图中的装置来测量两滑块碰撞的恢复系数,从而判断出碰撞类型。在水平气垫导轨上固定两个光电门1和2,分别在光电门1的左侧和两光电门之间放置A、B两个滑块,滑块上分别固定一遮光片,光电计数器(图中未画)可以记录遮光片通过光电门的时间,实验测得两遮光片的宽度d均为1.00cm。现给A一向右的初速度,通过光电门1时,光电计数器显示的时间t1=5.00ms,A与静止的B发生碰撞后,B向右运动通过光电门2,光电计数器显示的时间,A向左弹回,再次通过光电门1时,光电计数器再次显示的时间。
请根据实验回答以下几个问题:
(1)A碰撞前的速度大小vA=_______m/s,碰撞后的速度大小=____m/s,B碰撞后的速度大小=________m/s(结果保留2位有效数字);
(2)规定向右为正方向,求此次碰撞的恢复系数e=________(结果保留2位有效数字)。
2019年国产首套超导质子回旋加速器进入集成测试阶段,通过该设备可以将质子的能量加速到230MeV,质子被引出后射入人体,当到达病灶的瞬间,释放大量能量,实现对癌细胞的精准清除,不损伤人体正常细胞,是癌症患者的福音。回旋加速器的原理如图,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,接在电压为U、周期为T的交流电源上,位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子(初速度可以忽略,重力不计),质子在两盒之间被电场加速,D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中。已知质子的电量为q、质量为m,忽略质子在电场中运动的时间,不考虑加速过程中的相对论效应,下列说法正确的是( )
A.交流电源的周期
B.质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒的半径之比为1:2
C.质子在电场中加速的次数为
D.若只增大交变电压U,则质子的最大动能Ek会变大