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（2010?廈門二模）磁懸浮鐵路系統(tǒng)是一種新型的交通運輸系統(tǒng)，（如圖1）它是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在導軌上．同時利用電磁力進行驅(qū)動．采用直線電機模式獲得驅(qū)動力的列車可簡化為如下情景：固定在列車下端的矩形金屬框隨車平移；軌道區(qū)域內(nèi)存在垂直于金屬框平面的磁場，磁感應強度沿Ox方向按正弦規(guī)律分布，最大值為B₀，其空間變化周期為2d，整個磁場以速度v₁沿Ox方向向前高速平移，由于列車沿Ox方向勻速行駛速度v₂與磁場平移速度不同，而且v₁＞v₂，列車相對磁場以v₁-v₂的速度向后移動切割磁感線，金屬框中會產(chǎn)生感應電流，該電流受到的向前安培力即為列車向前行駛的驅(qū)動力．設金屬框電阻為R，長PQ=L，寬NP=d，求：
（1）如圖2為列車勻速行駛時的某一時刻，MN、PQ均處于磁感應強度最大值處，此時金屬框內(nèi)感應電流的大小和方向．
（2）列車勻速行駛S距離的過程中，矩形金屬線框產(chǎn)生的焦耳熱．
（3）列車勻速行駛時所獲得的最大驅(qū)動力的大小，并在圖3中定性畫出驅(qū)動力功率隨時間變化在

2d

v1-v2

時間內(nèi)的關(guān)系圖線．

如圖所示，固定在上、下兩層水平面上的平行金屬導軌MN、M′N′和OP、O′P′間距都是l，二者之間固定有兩組豎直半圓形軌道PQM和P′Q′M′，它們是用絕緣材料制成的，兩軌道間距也均為l，且PQM和P′Q′M′的豎直高度均為4R，兩組半圓形軌道的半徑均為R．軌道的QQ′端、MM′端的對接狹縫寬度可忽略不計，圖中的虛線為絕緣材料制成的固定支架．下層金屬導軌接有電源，當將一金屬桿沿垂直導軌方向搭接在兩導軌上時，將有電流從電源正極流出，經(jīng)過導軌和金屬桿流回電源負極．此時金屬桿將受到導軌中電流所形成磁場的安培力作用而運動．運動過程中金屬桿始終與導軌垂直，且接觸良好．當金屬桿由靜止開始向右運動4R到達水平導軌末端PP′位置時其速度大小v_P=4

gR

．已知金屬桿質(zhì)量為m，兩軌道間的磁場可視為勻強磁場，其磁感應強度與電流的關(guān)系為B=kI（k為已知常量），金屬桿在下層導軌的運動可視為勻加速運動，運動中金屬桿所受的摩擦阻力、金屬桿和導軌的電阻均可忽略不計．

（1）求金屬桿在下層導軌運動過程中通過它的電流大小；
（2）金屬桿由PP′位置無碰撞地水平進入第一組半圓軌道PQ和P′Q′，又在狹縫Q和Q′無碰撞地水平進入第二組半圓形軌道QM和Q′M′的內(nèi)側(cè)．求金屬桿由PP′處到MM′處過程中動量的增量；
（3）金屬桿由第二個半圓軌道的最高位置MM′處，以一定的速度在M和M′處沿對接狹縫無碰撞地水平進入上層金屬導軌后，能沿著上層金屬導軌滑行．設上層水平導軌足夠長，其右端連接的定值電阻阻值為r，導軌處于磁感應強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中（不計此時導軌中電流產(chǎn)生的磁場的影響）．求金屬桿在上層水平金屬導軌上能滑行過程中通過導體橫截面的電荷量．

風能是一種環(huán)保型的可再生能源．據(jù)勘測，我國利用風力資源至少有2.53×10⁵MW，所以風能是很有開發(fā)前途的能源．風力發(fā)電是將風的動能通過風力發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能的過程．某風力發(fā)電機將傘氣的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，空氣密度ρ=1.3kg/m³，其有效受風面積S=20m²．此風力發(fā)電機輸出U=250V穩(wěn)定的直流電壓，用它給如圖11所示的皮帶傳送裝置的電動機（電動機未畫出）供電，輸電線電阻不計．已知皮帶傳送裝置的電動機的額定電壓U_額=250V，允許消耗電功率的最大值P_電m=500W，線圈電阻R=5.0Ω，在該電動機消耗電功率達到最大值的情況下，電動機及皮帶傳送裝置各部分由于摩擦而損耗的功率與皮帶傳送裝置輸出的機械功率之比為1：5．重力加速度g取10m/s²．
（1）求此風力發(fā)電機在風速v₁=10m/s時輸出的電功率；
（2）求皮帶傳送裝置的電動機消耗電功率達到最大值時，皮帶傳送裝置輸出的機械功率；
（3）已知傳送帶兩端A、B之間距離s=10m，高度差h=4.0m．現(xiàn)將一貨箱（可視為質(zhì)點）無初速地放到傳送帶上A處，經(jīng)t=1.0s后貨箱與傳送帶保持相對靜止，當貨箱被運送至B處離開傳送帶時再將另一個相同的貨箱以相同的方式放到A處，如此反復，總保持傳送帶上有一個（也只有一個）貨箱．在運送貨箱的過程中，傳送帶的運行速度始終保持v₂=1.0m/s不變．若要保證皮帶傳送裝置的電動機所消耗電功率始終不超過P_電m=500W，貨箱的質(zhì)量應滿足怎樣的條件．

（2010?廈門二模）為了探究能量轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，某學習研究小組設計如圖1所示裝置進行實驗．
（1）為了測定整個過程電路產(chǎn)生的焦耳熱，需要知道螺線管線圈的電阻．用替代法測線圈電阻R_x的阻值可用如圖2所示電路，圖中R_S為電阻箱（R_S的最大阻值大于待測電阻R_x的阻值），S₂為單刀雙擲開關(guān)，R₀為滑動變阻器．為了電路安全，測量前應將滑動變阻器的滑片P調(diào)至，電阻箱R_S阻值應調(diào)至（選填“最大”或“最小”）．閉合S₁開始實驗，接下來有如下一些操作，合理的次序是（選填字母代號）：
A．慢慢移動滑片P使電流表指針變化至某一適當位置
B．將S₂閉合在1端
C．將S₂閉合在2端
D．記下電阻箱上電阻讀數(shù)
E．調(diào)節(jié)電阻箱R_S的值，使電流表指針指在與上一次指針位置相同
（2）按圖1所示裝置安裝實驗器材后，將質(zhì)量為0.50kg的條形磁鐵拖一條紙帶由靜止釋放，利用打點計時器打出如圖3所示的紙帶．磁鐵下落過程中穿過空心的螺線管，螺線管與10Ω的電阻絲接成閉合電路，用電壓傳感器采集數(shù)據(jù)得到電阻兩端電壓與時間的U-t圖，并轉(zhuǎn)換為U²-t圖，如圖4所示．
①經(jīng)分析紙帶在打第14點時，條形磁鐵已經(jīng)離線圈較遠了，打第14點時磁鐵速度為米/秒．0～14點過程中，磁鐵的機械能損失為焦耳．
②若螺線管線圈的電阻是90Ω，又從圖4中U²-t圖線與時間軸所圍的面積約為103格，可以計算磁鐵穿過螺線管過程中，在回路中產(chǎn)生的總電熱是焦耳．
③實驗結(jié)果機械能損失與回路中電流產(chǎn)生的熱量相差較大，試分析其原因可能有．

為了迎接太空時代的到來，美國國會通過一項計劃：在2050年前建造成太空升降機，就是把長繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機，放開繩，升降機能到達地球上，人坐在升降機里．科學家控制衛(wèi)星上的電動機把升降機拉到衛(wèi)星上．已知地球表面的重力加速度g=10m/s²，地球半徑R=6400km，地球自轉(zhuǎn)周期為24h．某宇航員在地球表面用體重計稱得體重為800N，站在升降機中，某時刻當升降機以加速度a=10m/s²垂直地面上升，這時此人再一次用同一體重計稱得視重為850N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)（　�。�

我國未來將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站．如圖所示，關(guān)閉動力的航天飛機在月球引力作用下經(jīng)橢圓軌道向月球靠近，并將與空間站在B處對接．已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，下列說法中不正確的是（　�。�

（2013?黃山模擬）質(zhì)量為m=0.1kg的兩個小球A和B，兩物體與水平面的動摩擦因數(shù)μ相同，B靜止放在足夠長的粗糙水平面上的最左端，A放在高為h=5m的光滑曲面上．其中，A帶電荷量為q=3×10^-4C的正電荷，與斜面、水平面的接觸是絕緣的．B不帶電．現(xiàn)在粗糙水平面上方空間加一水平向右的勻強電場，如圖所示，場強E=10²N/C．A靜止釋放后下滑并與B發(fā)生多次對心碰撞，碰撞過程時間極短且碰撞過程中無機械能損失．A帶電量不變，B始終不帶電．（g=10m/s²）試求：

（1）A與B第一次碰撞后B的速度大小
（2）為使第二次碰撞發(fā)生在B靜止之后，μ至少多大？
（3）取μ=0.2，整個運動過程中A、B同水平面摩擦產(chǎn)生熱量的總和．

（2013?黃山模擬）如圖所示，在直角坐標系的第Ⅰ象限中，OP檔板與y軸之間存在方向豎直向上的大小未知的勻強電場，OP與x軸正方向夾角為45⁰．在第Ⅲ象限存在著垂直紙面向里的勻強磁場B₁，有一個電子從y軸負方向的M點以與y軸正方向成30⁰的初速度v進入第Ⅲ象限．已知OM=L，電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，不考慮重力和空氣阻力．求：
（1）為使電子在第Ⅲ象限做勻速直線運動，可在第Ⅲ象限另加入一勻強電場E，求勻強電場E的大小方向
（2）電子從第Ⅲ象限做勻速直線運動進入第Ⅱ象限，若第Ⅱ象限也存在一個垂直紙面向里的大小未知的勻強磁場B₂，恰好讓電子垂直打在y軸正方向上的N點（圖中未標出）求B₂的大小N點的坐標．
（3）電子最終垂直打在OP擋板上的Q點（圖中未畫出）求電子從M點運動到Q點的總時間．

（2013?黃山模擬）如圖甲所示，質(zhì)量m=2kg的物體在水平面上向右做直線運動，過a點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時速度，所得v-t圖象如圖乙所示（取重力加速度為g=10m/s²）求：
（1）物體再次回到a點時的速度大小
（2）力F的大小及物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ．