如图所示,一绝缘细圆环半径为r,环面处于竖直平面内,场强为E的水平匀强电场与圆环平面平行。环上穿有一电量为+q、质量为m的小球,可沿圆环做无摩擦的圆周运动。电场力大小等于重力,重力加速度为g,若小球能完成完整的圆周运动,则(1)小球经水平直径左端A点时的速度大小vA是多大?(2)当小球运动到圆环的最低点B点时,速度又是多大?此时小球对圆环的作用力是多少?
有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动,已知BC间的距离为20 cm,振子在2 s内完成了10次全振动.若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t=0),经过周期振子有正向最大加速度.(1)求振子的振幅和周期;(2)在图中作出该振子的位移-时间图象;(3)写出振子的振动表达式.
如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R,在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界。并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象,图中字母均为已知量。重力加速度为g,不计空气阻力。求:(1)金属线框的边长;(2)金属线框在进入磁场的过程中通过线框截面的电量;(3)金属线框在0~t4时间内安培力做的总功。
如图,质量为M的导热性能极好的气缸,高为L,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。外界温度为t1、大气压为p0,此时气柱高度为l,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,重力加速度为g。(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面,则需要施加的最小力F1多大?(2)将气缸固定在地面上,如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,求在顶端处,竖直拉力F2的大小。(3)如果外界温度由t1缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,则此时外界温度为多少摄氏度?
如图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为L,导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求:(1)导轨对杆ab的阻力大小f;(2)杆ab中通过的电流大小及其方向;(3)导轨左端所接电阻的阻值R。
北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。作为北京奥运会主场馆之一的国家体育馆“鸟巢”拥有9.1万个座位,其扇型屋面和大面积的玻璃幕墙不仅给人以赏心悦目之感,还隐藏着一座年发电量约为98550kW·h时的太阳能光伏发电系统,供给体育馆内的照明灯等使用。假如该发电系统的输出功率为1×105W。(1)按平均每天太阳照射6h计,该发电系统一年(365天计)能输出多少电能?(2)假若发电系统的输出电压为250V,现准备向远处输电。所用输电线的总电阻为R线=8Ω,要求输电时在输电线上损失的电功率不超过输送电功率的5%。求应选用匝数比多大的升压变压器。