电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用,某一驱动装置的原理图如图所示,正方形线圈ABCD的两个接线端分别于水平放置的金属导轨相连接.线圈内有垂直线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为平行导轨间距,其间有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度,质量的导体棒PQ垂直导轨放置,且与导轨接触良好.已知线圈的边长、匝数、电阻,导体棒的电阻,导体棒与导轨间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,其余电阻不计.求:
(1)导体棒PQ静止时,两端的电压U
(2)导体棒PQ刚能滑动时,k的取值和线圈的热功率P
(3)导体棒PQ最终以速度v=5m/s向右匀速滑动,在的一段时间内,通过PQ的电荷量q和磁场释放的磁场能E
如图所示,质量为的物块可视为质点,放在质量为的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为。质量为的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),g取10m/s2。求:
(1)子弹进入物块后一起向右滑行的最大速度;
(2)木板向右滑行的最大速度;
(3)物块在木板上滑行的时间t及物块在木板上相对木板滑行的距离x。
如图所示为实验室中《验证动量守恒定律》的实验装置示意图。
(1)实验中必须要求的条件是______。
A.斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球和被碰球的质量必须相等,且大小相同
D.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤是________(填选项前的符号)。
A.用天平测量两个小球的质量、
B.测量抛出点距地面的高度H
C.分别找到、相碰后平均落地点的位置M、N
D.测量平抛射程OM、ON
(3)为了验证碰撞前后动量守恒,该同学只需验证表达式:________________________成立,即表示碰撞中动量守恒。
在“研究电磁感应现象”的实验中,首先按图甲接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系;然后按图乙将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路,在图甲中,当闭合S时,观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央.在图乙中
(1)S闭合时,将螺线管A插入螺线管B的过程中,电流表的指针________;(填左偏、不偏、右偏)
(2)线圈A放在B中不动时,指针将________;(填左偏、不偏、右偏)
(3)线圈A放在B中不动,突然断开开关S,电流表指针将________.(填左偏、不偏、右偏)
如图甲所示,在光滑水平面上的两个小球发生正碰,小球的质量分别为m1和m2,图乙为它们碰撞前后的x-t图像.已知m1=0.1kg由此可以判断( )
A. 碰前m2静止,m1向右运动
B. 碰后m2和m1都向右运动
C. 由动量守恒定律可以算出m2=0.3kg
D. 碰撞过程中系统损失了0.4J的机械能
如图所示,两根光滑平行金属导轨固定在倾角为30°的斜面上,导轨间距为L,导轨下端连接一个阻值为R的定值电阻,空间中有一磁感应强度大小为B、方向垂直导轨所在斜面上的匀强磁场.在斜面上平行斜面固定一个轻弹簧,弹簧劲度系数为k,弹簧上端与质量为m、电阻为r、长为L的导体杆相连,杆与导轨垂直且接触良好.导体杆中点系一轻细线,细线平行斜面,绕过一个光滑定滑轮后悬挂一个质量也为m的物块.初始时用手托着物块,导体杆保持静止,细线伸直,但无拉力.释放物块后,下列说法正确的是
A.释放物块瞬间导体杆的加速度为g
B.导体杆最终将保持静止,在此过程中电阻R上产生的焦耳热为
C.导体杆最终将保持静止,在此过程中细线对导体杆做功为
D.导体杆最终将保持静止,在此过程中流过电阻R的电荷量为