1、简答题 如图甲所示是某人设计的一种振动发电装置,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.1m、匝数n=20的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示).在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.2T,线圈的电阻为2Ω,它的引出线接有8Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过电珠.当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正),求:
(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小;
(2)线圈运动时产生的感应电流I的大小,并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象(在图甲中取电流由C向上流过电珠L到D为正);
(3)每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小;
(4)该发电机的输出功率P(摩擦等损耗不计);
(5)某同学说:“该线圈在运动过程中,磁感线始终与线圈平面平行,线圈中的磁通量始终为零,磁通量保持不变,因此线圈中应该没有感应电流产生,但实际却产生了电流,如何解释这个问题呢?”对这个问题说说你的看法.
2、计算题 (14分)如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ=37o的固定斜面上.物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,求两次推力之比。
3、填空题 如图所示,在光滑小滑轮C正下方相距h的A处固定一电量为Q的点电荷,电量为q的带电小球B,用绝缘细线拴着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力拉住,使小球处于静止状态,这时小球与A点的距离为R,细线CB与AB垂直.(静电力恒量为K,环境可视为真空),则小球所受的重力的大小为______,若小球所受的重力为G,缓慢拉动细线(始终保持小球平衡)直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功为______.
4、计算题 在图中所示的装置中,斜面与水平成37°角,A的质量是10kg,A与B之间的动摩擦因数为0.8,B的质量为5kg,B与斜面之间的动摩擦因数为0.5,为使B沿斜面向上匀速运动,应当用多大的力F沿斜面方向向上拉B?
(g取10 N/kg? sin37°="0.6?" cos37°=0.8)
5、计算题 在两根长度相等的轻绳下端悬挂一质量为m的物体,上端分别固定在水平天花板上的M、N点,M、N两点的距离为s,如图所示。已知两绳所能经受的最大拉力为T,则每根绳子的长度最短为多少?