四、解答题
11.【安徽省安庆市2018届五校联盟考试】如图所示,一质量为M=4kg,长为L=2m的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为μ=0.1,在此木板的右端上还有一质量为m=1kg的铁块,且视小铁块为质点,木板厚度不计.今对木板突然施加一个水平向右的拉力F.
(1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6N,求木板的瞬时加速度?
(2)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6N,则小铁块经多长时间将离开木板?
(3)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块对地面的总位移不超过1.5m,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件?(g=10m/s2)
12.【北京市通州区2018高三一模考试】如图所示,某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道,管道宽为d,上、下两面是绝缘板,前后两侧M、N是电阻可忽略的导体板,两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于匀强磁场中,磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向。管道内始终充满导电液体(有大量带电离子),开关S闭合前后,液体均以恒定速率v0沿x轴正方向流动。
(1)开关S断开时,求M、N两导体板间电压U0;
(2)开关S闭合后,设M、N两导体板间液体的电阻为r,导电液体中全部为正离子,且管道中所有正离子的总电荷量为Q。求:
a.通过电阻R的电流I及M、N两导体板间电压U;
b.所有正离子定向移动时沿y轴方向所受平均阻力的大小Ff。
13.【浙江嘉兴市2018届高三选考模拟考试】如图甲,两条足够长、间距为d的平行光滑金属直轨道MN、PQ与水平面成θ角,EF上方存在垂直导轨平面的如图乙所示的磁场,磁感应强度在0-T时间内按余弦规律变化(周期为T、最大值为B0),T时刻后稳定为B0.t=0时刻,正方形金属框ABCD在平行导轨向上的恒定外力作用下静止于导轨上。T时刻撤去外力,框将沿导轨下滑,金属框在CD边、AB边经过EF时的速度分别为v1和v2.已知金属框质量为m、边长为d、每条边电阻为R,框中磁场按余弦规律变化时产生的正弦式交变电流的峰值E_m=(2πB_0 d^2)/T ,求:
(1)CD边刚过EF时,A、B两点间的电势差;
(2)撤去外力到AB边经过EF的总时间;
(3)从0时刻到AB边经过EF的过程中产生的焦耳热。