2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之电磁感应 第3讲专题电磁感应的综合应用 doc--高中物理 .doc

《2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之电磁感应 第3讲专题电磁感应的综合应用 doc--高中物理 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理一轮复习重要题型名师精讲之电磁感应 第3讲专题电磁感应的综合应用 doc--高中物理 .doc（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网第第 3 讲讲专题专题电磁感应的综合应用电磁感应的综合应用图图 93121.（2010扬州模拟）如图扬州模拟）如图 9-3-12 甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角 60斜向下的匀强磁场斜向下的匀强磁场中中，匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度 B 随时间的变化规律如图乙所示随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向规定斜向下为正方向），导体棒导体棒 ab 垂直导轨垂直导轨放置，除电阻放置，除电阻 R 的阻值外，其余电阻不计，导体棒的阻值外，其余电阻不计，导体棒 ab 在水平外

2、力作用下始终处于静止状态在水平外力作用下始终处于静止状态.规定规定 ab 的的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在 0t 时间内，能正确反映流过导体棒时间内，能正确反映流过导体棒 ab 的的电流电流 i 和导体棒和导体棒 ab 所受水平外力所受水平外力 F 随时间随时间 t 变化的图象是变化的图象是解析解析：由楞次定律可判定回路中的电流始终为：由楞次定律可判定回路中的电流始终为 ba 方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒方向，由法拉第电磁感应定律可判定回路电流大小恒定，故定，故 A、B 两项错；由两项错；由 F安

3、安=BIL 可得可得 F 安随安随 B 的变化而变化，在的变化而变化，在 0t0 0时间内，时间内，F安安方向向右，故外力方向向右，故外力 F与与 F安安等值反向，方向向左为负值；在等值反向，方向向左为负值；在 t0 0t 时间内，时间内，F 安方向改变，故外力安方向改变，故外力 F 方向也改变为正值，综上方向也改变为正值，综上所述，所述，D 项正确项正确.答案：答案：D图图 93132如图如图 9313 所示所示，在水平桌面上放置两条相距在水平桌面上放置两条相距 l 的平行粗糙且无限长的金属导轨的平行粗糙且无限长的金属导轨 ab 与与 cd，阻值为阻值为 R 的的电阻与导轨的电阻与导轨的 a

4、、c 端相连金属滑杆端相连金属滑杆 MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动，且与导轨始终接触良好整个垂直于导轨并可在导轨上滑动，且与导轨始终接触良好整个装置放于匀强磁场中装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为 B.滑杆与导轨电阻不计滑杆与导轨电阻不计，滑杆的中点系滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一质量为 m 的物块相连，拉滑杆的绳处于水的物块相连，拉滑杆的绳处于水平拉直状态现若从静止开始释放物块，用平拉直状态现若从静止开始释放物块，用 I 表示稳定后回路

5、中的感应电流，表示稳定后回路中的感应电流，g 表示重力加速度，设滑杆表示重力加速度，设滑杆在运动中所受的摩擦阻力恒为在运动中所受的摩擦阻力恒为 Ff，则在物块下落过程中，则在物块下落过程中()A物体的最终速度为物体的最终速度为(mgFf)RB2l2B物体的最终速度为物体的最终速度为I2RmgFfC稳定后物体重力的功率为稳定后物体重力的功率为 I2RD物体重力的最大功率可能大于物体重力的最大功率可能大于mg(mgf)RB2l2解析解析：由题意分析可知由题意分析可知，从静止释放物块从静止释放物块，它将带动金属滑杆它将带动金属滑杆 MN 一起运动一起运动，当它们稳定时最终将以某一当它们稳定时最终将以

6、某一速度做匀速运动而处于平衡状态，设速度做匀速运动而处于平衡状态，设 MN 的最终速度为的最终速度为 v，对，对 MN 列平衡方程：列平衡方程：B2l2vRFfmg，vhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网(mgFf)RB2l2，所以，所以 A 项正确；又从能量守恒定律角度进行分析，物块的重力的功率转化为因克服安培力做项正确；又从能量守恒定律角度进行分析，物块的重力的功率转化为因克服安培力做功而产生的电热功率和克服摩擦力做功产生热功率功而产生的电热功率和克服摩擦力做功产生热功率，所以有所以有：I2RFfvmgv，所以所以，vI2RmgFf，所以所以 B项正确，项正确，

7、C 项错误；物块重力的最大功率为项错误；物块重力的最大功率为 Pmmgvmg(mgFf)RB2l2，所以，所以 D 错误错误答案：答案：AB图图 93143如图如图 9314 所示所示，半径为半径为 a 的圆环电阻不计的圆环电阻不计，放置在垂直于纸面向里放置在垂直于纸面向里，磁感应强度为磁感应强度为 B 的匀强磁场中的匀强磁场中，环内有一导体棒电阻为环内有一导体棒电阻为 r，可以绕环匀速转动可以绕环匀速转动将电阻将电阻 R，开关开关 S 连接在环和棒的连接在环和棒的 O 端端，将电容器极板水将电容器极板水平放置，并联在平放置，并联在 R 和开关和开关 S 两端，如图两端，如图 9314 所示所

8、示(1)开关开关 S 断开，极板间有一带正电断开，极板间有一带正电 q，质量为，质量为 m 的粒子恰好静止，试判断的粒子恰好静止，试判断 OM 的转动方向和角速度的大的转动方向和角速度的大小小(2)当当 S 闭合时，该带电粒子以闭合时，该带电粒子以14g 的加速度向下运动，则的加速度向下运动，则 R 是是 r 的几倍？的几倍？解析：解析：(1)由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，由于粒子带正电，故电容器上极板为负极，根据右手定则，OM 应绕应绕 O 点逆时针方向转动点逆时针方向转动粒子受力平衡：粒子受力平衡：mgqUd，E12Ba2.当当 S 断开时，断开时，UE，解得，解得2

9、mgdqBa2.(2)当当 S 闭合时，根据牛顿第二定律闭合时，根据牛顿第二定律 mgqUdm14g，UERrR，解得，解得Rr3.答案：答案：(1)OM 应绕应绕 O 点逆时针转动点逆时针转动2mgdqBa2(2)3图图 93154如图如图 9315 所示，在距离水平地面所示，在距离水平地面 h0.8 m 的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁的虚线的上方，有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场场，正方形线框正方形线框 abcd 的边长的边长 l0.2 m，质量质量 m0.1 k kg，电阻电阻 R0.08.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连线框，另

10、一端连一质量一端连线框，另一端连一质量 M0.2 k kg 的物体的物体 A.开始时线框的开始时线框的 cd 在地面上，各段绳都处于伸直状态，在地面上，各段绳都处于伸直状态，从如图所示的位置由静止释放物体从如图所示的位置由静止释放物体 A，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的，一段时间后线框进入磁场运动，已知线框的 ab 边刚进入磁场时线边刚进入磁场时线框恰好做匀速运动当线框的框恰好做匀速运动当线框的 cd 边进入磁场时物体边进入磁场时物体 A 恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时恰好落地，同时将轻绳剪断，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终

11、处于纸面内，间后开始下落，最后落至地面整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g 取取 10 m/s2.求：求：http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网(1)匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度 B?(2)线框从开始运动到最高点，用了多长时间？线框从开始运动到最高点，用了多长时间？(3)线框落地时的速度多大？线框落地时的速度多大？解析：解析：(1)设线框到达磁场边界时速度大小为设线框到达磁场边界时速度大小为 v，由机械能守恒定律可得：，由机械能守恒定律可得：Mg(hl)mg(hl)12(Mm)v2代入数据解得：代入数据解得：v2 m/s线框的线框的 ab 边刚

12、进入磁场时，感应电流：边刚进入磁场时，感应电流：IBlvR线框恰好做匀速运动，有：线框恰好做匀速运动，有：MgmgIBl代入数据解得：代入数据解得：B1 T(2)设线框进入磁场之前运动时间为设线框进入磁场之前运动时间为 t1，有：，有：hl12vt1代入数据解得：代入数据解得：t10.6 s线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间：线框进入磁场过程做匀速运动，所用时间：t21v0.1 s此后轻绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间：此后轻绳拉力消失，线框做竖直上抛运动，到最高点时所用时间：t3vg0.2 s线框从开始运动到最高点，所用时间：线框从开始运动到最高点，所用时间：tt1t2t

13、30.9 s(3)线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即线框从最高点下落至磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，即IBl(Mm)gmg因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动因此，线框穿出磁场过程还是做匀速运动，离开磁场后做竖直下抛运动由机械能守恒定律可得：由机械能守恒定律可得：12mv2tl2mv2mg(hl)代入数据解得线框落地时的速度：代入数据解得线框落地时的速度：vt4 m/s.答案：答案：(1)1 T(2)0.9 s(3)4 m/s图图 93161如图如图 9316 所示，两个相邻的匀强磁场，宽度均为所示，两个相邻的匀

14、强磁场，宽度均为 L，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小分别为，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小分别为 B、2B.边长为边长为 L 的正方形线框从位置甲匀速穿过两个磁场到位置乙，规定感应电流逆时针方向为正，则感应的正方形线框从位置甲匀速穿过两个磁场到位置乙，规定感应电流逆时针方向为正，则感应电流电流 i 随时间随时间 t 变化的图象是变化的图象是()http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网答案答案：D图图 93172如图如图 9317 所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入较小的有界匀强磁场，线圈平面和磁场保持所示，一个小矩形线圈从高处自由落下，进入较小的有界匀强磁场，

15、线圈平面和磁场保持垂直设线圈下边刚进入磁场到上边刚进入磁场为垂直设线圈下边刚进入磁场到上边刚进入磁场为 A 过程；线圈全部进入磁场内运动为过程；线圈全部进入磁场内运动为 B 过程；线圈下过程；线圈下边刚出磁场到上边刚出磁场为边刚出磁场到上边刚出磁场为 C 过程，则过程，则()A在在 A 过程中，线圈一定做加速运动过程中，线圈一定做加速运动B在在 B 过程中，线圈机械能不变，并做匀加速运动过程中，线圈机械能不变，并做匀加速运动C在在 A 和和 C 过程中，线圈内电流方向相同过程中，线圈内电流方向相同D在在 A 和和 C 过程中，通过线圈某截面的电量相同过程中，通过线圈某截面的电量相同解析解析：由

16、于线圈从高处落下的高度未知由于线圈从高处落下的高度未知，所以进入磁场时的初速度也不知所以进入磁场时的初速度也不知，故进入磁场时故进入磁场时，线圈在安培力线圈在安培力和重力的作用下可能加速和重力的作用下可能加速，也可能匀速或减速也可能匀速或减速B 过程中过程中，线圈内不产生感应电流线圈内不产生感应电流，只受重力作用只受重力作用，所以所以做匀加速运动，且机械能守恒由楞次定律知，做匀加速运动，且机械能守恒由楞次定律知，A、C 过程中电流方向相反，过程中电流方向相反，A 过程为逆时针，过程为逆时针，C 过程为过程为顺时针由公式顺时针由公式 qIttRtR，A 和和 C 过程线圈磁通量的变化量相同，故通

17、过线圈某截面的电量过程线圈磁通量的变化量相同，故通过线圈某截面的电量相同故正确选项为相同故正确选项为 B、D.答案：答案：BD图图 93183如图如图 9318 所示所示，电阻为电阻为 R，其他电阻均可忽略其他电阻均可忽略，ef 是一电阻可不计的水平放置的导体棒是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为质量为 m，棒的两端分别与棒的两端分别与 ab、cd 保持良好接触保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒当导体棒 ef 从静止下滑经一段时间后闭合开关从静止下滑经一段时间后闭合开关 S，则，则 S 闭合

18、后闭合后()A导体棒导体棒 ef 的加速度可能大于的加速度可能大于 gB导体棒导体棒 ef 的加速度一定小于的加速度一定小于 gC导体棒导体棒 ef 最终速度随最终速度随 S 闭合时刻的不同而不同闭合时刻的不同而不同D导体棒导体棒 ef 的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析：解析：开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑闭合开关时有一定的初速度开关闭合前，导体棒只受重力而加速下滑闭合开关时有一定的初速度 v0，若此时，若此时 F安安mg，则，则 F安安mgma.若若 F安安132Q，B 错误

19、；由能量守恒可知错误；由能量守恒可知 C 正确；当导体棒再次回到平衡位置时，正确；当导体棒再次回到平衡位置时，http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网其速度其速度 vv0，AC 间电阻的实际热功率为间电阻的实际热功率为 PB2L2v2R，故，故 D 错误错误答案：答案：AC图图 93249如图如图 9324 所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为，导轨电阻不计，与阻值为 R 的定值电阻相连的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为磁感应强度为 B.有一质量为有一质量为 m 长为

20、长为 l 的导体棒从的导体棒从 ab 位置获得平行于斜面的位置获得平行于斜面的，大小为大小为 v 的初速度向上运动的初速度向上运动，最远到达最远到达 ab的位置的位置，滑行的距离为滑行的距离为 s，导体棒的电阻也为导体棒的电阻也为 R，与导轨之与导轨之间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为.则则()A上滑过程中导体棒受到的最大安培力为上滑过程中导体棒受到的最大安培力为B2l2vRB上滑过程中电流做功发出的热量为上滑过程中电流做功发出的热量为12mv2mgs(sin cos)C上滑过程中导体棒克服安培力做的功为上滑过程中导体棒克服安培力做的功为12mv2D上滑过程中导体棒损失的机械能为上滑过程中导体棒

21、损失的机械能为12mv2mgssin 解析解析：电路中总电阻为电路中总电阻为 2R，故最大安培力的数值为故最大安培力的数值为B2l2v2R.由能量守恒定律可知由能量守恒定律可知：导体棒动能减少的数值应导体棒动能减少的数值应该等于导体棒重力势能的增加量以及克服安培力做功产生的电热和克服摩擦阻力做功产生的内能该等于导体棒重力势能的增加量以及克服安培力做功产生的电热和克服摩擦阻力做功产生的内能 其公式其公式表示为表示为：12mv2mgssin mgscos Q电热电热，则有则有：Q电热电热12mv2(mgssin mgscos)，即为安培力做即为安培力做的功导体棒损失的机械能即为安培力和摩擦力做功的

22、和，的功导体棒损失的机械能即为安培力和摩擦力做功的和，W损失损失12mv2mgssin.B、D 正确正确答案：答案：BD图图 932510如图如图 9325 甲所示甲所示，abcd 是位于竖直平面内的边长为是位于竖直平面内的边长为 10 cm 的正方形闭合金属线框的正方形闭合金属线框，线框的质量为线框的质量为 m0.02 k kg，电阻为，电阻为 R0.1.在线框的下方有一匀强磁场区域，在线框的下方有一匀强磁场区域，MN 是匀强磁场区域的水平边界线，并与是匀强磁场区域的水平边界线，并与线框的线框的 bc 边平行边平行，磁场方向与线框平面垂直磁场方向与线框平面垂直现让线框由距现让线框由距 MN

23、的某一高度从静止开始下落的某一高度从静止开始下落，经经 0.2 s 开开始进入磁场，图乙是线框由静止开始下落的始进入磁场，图乙是线框由静止开始下落的 vt 图象空气阻力不计，图象空气阻力不计，g 取取 10 m/s2求：求：(1)金属框刚进入磁场时的速度；金属框刚进入磁场时的速度；(2)磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度解析解析：(1)由图象可知由图象可知：线框刚进入磁场后线框刚进入磁场后，由于受到重力和安培力的作用线框处于平衡状态由于受到重力和安培力的作用线框处于平衡状态设此时线框设此时线框http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网的速度是的速度是 v0，则由运动学知识可

24、得：，则由运动学知识可得：v0gt由由式可解得：式可解得：v02 m/s.(2)设磁场的磁感应强度是设磁场的磁感应强度是 B，由电学及力学知识可得以下方程：，由电学及力学知识可得以下方程：EBLbcv0IERFABILbcFAmg由以上方程可解得：由以上方程可解得：B1 T答案：答案：(1)2 m/s(2)1 T图图 932611光滑的平行金属导轨长光滑的平行金属导轨长 L2 m，两导轨间距，两导轨间距 d0.5 m，轨道平面与水平面的夹角，轨道平面与水平面的夹角30，导轨上端接一，导轨上端接一阻值为阻值为 R0.6 的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度的电阻，轨

25、道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度 B1 T，如，如图图 9326 所示所示 有一质量有一质量 m0.5 k kg、电阻电阻 r0.4 的金属棒的金属棒 ab，放在导轨最上端放在导轨最上端，其余部分电阻不计其余部分电阻不计 已已知棒知棒 ab 从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中，电阻从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中，电阻 R 上产生的热量上产生的热量 Q10.6 J，取，取 g10 m/s2，试求：，试求：(1)当棒的速度当棒的速度 v2 m/s 时，电阻时，电阻 R 两端的电压；两端的电压；(2)棒下滑到轨道最底端时速度的大小；棒下滑到

26、轨道最底端时速度的大小；(3)棒下滑到轨道最底端时加速度棒下滑到轨道最底端时加速度 a 的大小的大小解析：解析：(1)当棒的速度当棒的速度 v2 m/s 时，棒中产生的感应电动势时，棒中产生的感应电动势 EBdv1 V此时电路中的电流此时电路中的电流 IERr1A，所以电阻，所以电阻 R 两端的电压两端的电压 UIR0.6 V.(2)根据根据 QI2Rt 得得Q1Q2Rr，可知在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量，可知在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量Q2rRQ10.4 J设棒到达最底端时的速度为设棒到达最底端时的速度为 v2，根据能的转化和守恒定律，有：，根据能的转化和守恒定律，有：m

27、gLsin 12mv22Q1Q2解得：解得：v24 m/s.(3)棒到达最底端时回路中产生的感应电流棒到达最底端时回路中产生的感应电流 I2Bdv2Rr2 A根据牛顿第二定律有：根据牛顿第二定律有：mgsin BI2dma，解得：，解得：a3 m/s2.答案：答案：(1)0.6 V(2)4 m/s(3)3 m/s2http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网图图 932712如图如图 9327 所示所示，两足够长的平行光滑的金属导轨两足够长的平行光滑的金属导轨 MN、PQ 相距为相距为 L1 m，导轨平面与水平面夹角导轨平面与水平面夹角30，导轨电阻不计磁感应强度为，导轨电

28、阻不计磁感应强度为 B12 T 的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为 L1 m 的金属棒的金属棒 ab垂直于垂直于 MN、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为 m12 k kg、电阻为、电阻为 R11.两两金属导轨的上端连接右侧电路金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均两板间的距离和板长均为为d0.5 m，定值电阻为定值电阻为 R23，现闭合开关现闭合开关 S 并将金属棒由静止释放并将金属棒由静止释放，重力

29、加速度为重力加速度为 g10 m/s2，试求试求：(1)金属棒下滑的最大速度为多大？金属棒下滑的最大速度为多大？(2)当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率当金属棒下滑达到稳定状态时，整个电路消耗的电功率 P 为多少？为多少？(3)当金属棒稳定下滑时当金属棒稳定下滑时，在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场在水平放置的平行金属间加一垂直于纸面向里的匀强磁场 B23 T，在下板的右在下板的右端且非常靠近下板的位置有一质量为端且非常靠近下板的位置有一质量为 m23104k kg、带电量为、带电量为 q1104C 的液滴以初速度的液滴以初速度 v 水平水平向左射入两板间，该液滴

30、可视为质点要使带电粒子能从金属板间射出，初速度向左射入两板间，该液滴可视为质点要使带电粒子能从金属板间射出，初速度 v 应满足什么条件？应满足什么条件？解析：解析：(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为 vm，达到最大时则有，达到最大时则有 m1gsin F安安F安安ILB1，IB1LvmR1R2，所以，所以 m1gsin B21L2vmR1R2，解得最大速度，解得最大速度 vm10 m/s.(2)整个电路消耗的电功率整个电路消耗的电功率 Pm1gsin vm，所以，所以 P100 W.(3)金属棒下滑稳定时，两板间电压金属棒下滑稳定时，两板间电压 UIR215 V，因为液滴在两板间有，因为液滴在两板间有 m2gqUd，所以该液滴在两平行，所以该液滴在两平行金属板间做匀速圆周运动，当液滴恰从上板左端边缘射出时：金属板间做匀速圆周运动，当液滴恰从上板左端边缘射出时：r1dm2v1B2q，所以，所以 v10.5 m/s；当液滴恰；当液滴恰从上板右侧边缘射出时：从上板右侧边缘射出时：r2d2m2v2B2q，所以，所以 v20.25 m/s初速度初速度 v 应满足的条件是：应满足的条件是：v0.25 m/s 或或 v0.5 m/s.答案：答案：(1)10 m/s(2)100 W(3)v0.25 m/s 或或 v0.5 m/s