(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;
(2)如果要使A尽快与B相遇,t为多大?
24.(14分)如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2´104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2´10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点。现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经t时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:
23.(12分)如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上。A是质量为m的细长直杆,光滑套管D被固定在竖直方向,A可以自由上下运动,物块C的质量为m,紧靠半球形碗放置。初始时,A杆被握住,使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图)。然后从静止开始释放A,A、B、C便开始运动,求:
(1)长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时,B、C水平方向的速度各为多大?
(2)运动过程中,长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗内底部的高度。
(3)从静止释放A到长直杆的下端,又上升到距碗底有最大高度的过程中,C物体对B物体做的功。
你认为哪位同学的分析正确?如认为甲同学正确,求出相应的v0值;如认为乙同学正确,说明理由。
22.(12分)如图所示,AB为半环ACB的水平直径,C为环上的最低点,环半径为R。一个小球从A点以速度v0被水平抛出,设重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)要使小球掉到环上时的竖直分速度最大,v0为多大?
(2)若v0取值不同,小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角就不同。
同学甲认为,总可以找到一个v0值,使小球垂直撞击半圆环。
同学乙认为,无论v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环。
(2)若气柱D的温度缓慢升至127°C,D中气体的压强又为多大?
(3)在气柱D的温度由27°C升至127°C的过程中,气体D对外做了多少功?
21.(13分)如图所示,质量为m1=10kg的气缸A倒扣在水平桌面上,内有质量为m2=2kg、截面积为S=50cm2的活塞B被支柱C支撑。活塞下方的气体与外界大气相通,外界大气压强为p0=1.0´105Pa,活塞B上方密闭有压强p1=1.0´105Pa、温度为27°C的气柱D,气柱长l1=30cm,活塞B可在A中无摩擦滑动。(g取10m/s2)
(1)若气柱D的温度缓慢升至57°C,D中气体的压强为多大?
(2)用r=1.5W的电阻器跨接于两导轨的两定点(如图中的c、d,电阻器未画出),不计其他部分的电阻,求流过电阻器的电流大小;
(3)在(2)的情况下,设外加机械功率为2W,求杆ab克服摩擦力做功的功率。
20.(9分)如图所示,半径各为R1=0.5m和R2=1m的同心圆形导轨固定在同一水平面上,金属直杆ab(长度略长于0.5m)两端架在圆导轨上。将这一装置放在磁感应强度B=1T的匀强磁场内,磁场方向垂直于圆轨道面铅直向下,在外加功率的作用之下,直杆ab以w=4rad/s的角速度绕过O点的铅直轴逆时针旋转。
(1)求ab中感应电动势的大小,并指出哪端电势较高;