(12分)如图所示,光滑的U形金属导轨MNN′M′水平的固定在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,导轨的宽度为L,其长度足够长,M′、M之间接有一个阻值为R的电阻,其余部分电阻不计.一质量为m、电阻也为R的金属棒ab恰能放在导轨之上,并与导轨接触良好.给棒施加一个水平向右的瞬间作用力,棒就沿轨道以初速度v0开始向右滑行.求:(1)开始运动时,棒中的瞬时电流i和棒两端的瞬时电压u分别为多大?(2)当棒的速度由v0减小到v0/10的过程中,棒中产生的焦耳热Q是多少?
如图所示,A、B气缸的长度均为60 cm,截面积均为40 cm2,C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞,D为阀门.整个装置均由导热材料制成.原来阀门关闭,A内有压强pA = 2.4×105 Pa的氧气.B内有压强pB = 1.2×105 Pa的氢气.阀门打开后,活塞C向右移动,最后达到平衡.(假定氧气和氢气均视为理想气体,连接气缸的管道体积可忽略,环境温度不变)求: ①活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强; ②活塞C移动过程中B中气体是吸热还是放热(简要说明理由).
如图甲所示,水平轨道光滑,小球质量为m,带电荷量为+q,可看做质点,空间内存在不断变化的电场和磁场,磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示,磁感应强度的大小,方向垂直纸面向里。电场在第1s、3s、5s……内方向水平向右,大小为,在第2s、4s、6s……内方向竖直向上,大小也为。小球从零时刻开始在A点由静止释放,求: (1)t=1.5s时,小球与A点的直线距离大小; (2)在A点前方轨道正上方高度为位置有一个带孔的卡片水平放置,若带电小球恰好可以从小孔中竖直穿过,求卡片与A点的水平距离大小。
如图甲所示,质量分别为m、M的物体A、B静止在劲度系数为k的弹簧上,A与B不粘连。现对物体A施加竖直向上的力F,使A、B一起上升,若以两物体静止时的位置为坐标原点,两物体的加速度随位移的变化关系如图乙所示。求: (1)当x=x1时,A、B间弹力FN; (2)从静止开始到x=x2过程中,物体A机械能的变化量。
如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为的相同小球A、B、C。现让A球以的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,碰后C球的速度。求: ①A、B两球碰撞后瞬间的共同速度; ②两次碰撞过程中损失的总动能。