如右图所示,质量是1 kg的小球用长为0.5 m的细线悬挂在O点,O点距地面高度为1m, 如果使小球绕OO′轴在水平面内做圆周运动,若细线最大承受拉力为12.5 N,求:(1)当小球的角速度为多大时,线将断裂.(2)断裂后小球落地点与悬点的水平距离.(g="10" m/s2)
(15分)如图12甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁场的磁感应强度按如图12乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=nBmScos(t),其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化,求:(1)线圈中产生的感应电动势的最大值;(2)小灯泡消耗的电功率;(3)在磁感应强度变化的0~的时间内,通过小灯泡的电荷量.
(15分)图11甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100匝、电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图11乙所示正弦规律变化.求:(1)交流发电机产生的电动势的最大值;(2)电路中交流电压表的示数.
如图11-2-13所示,一圆柱形容器竖直放置,通过活塞封闭着摄氏温度为t的理想气体.活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h.现通过电热丝给气体加热一段时间,结果活塞缓慢上升了h,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计器壁向外散失的热量及活塞与器壁间的摩擦,求:(1)气体的压强;(2)这段时间内气体的内能增加了多少?(3)这段时间内气体的温度升高了多少?
有人设计了一种测温装置,其结构如图11-2-12所示.玻璃泡A内封有一定量气体,与管A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计.(1)B管刻度线是在1标准大气压下制作的(1标准大气压相当于76 cm水银柱的压强).已知当温度t=27℃时的刻度线在x=16 cm处,问t=0℃的刻度线在x为多少厘米处?(2)若大气压已变为相当于75 cm水银柱的压强,利用该测温装置测量温度时所得读数仍为27℃,问此时实际温度为多少?
如图11-2-11所示,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B 两端开口.管内有一段水银柱,右管内气柱长为39 cm,中管内水银面与管口A之间气柱长为40 cm.先将B端封闭,再将左管竖直插入水银槽,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高 2 cm.求:(1)稳定后右管内的气体压强p;(2)左管A端插入水银槽的深度h.(大气压强p0=76 cmHg)