质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直。某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域。若当地的重力加速度为g,求:线框通过磁场时的运动速度;开始释放时,MN与bb′之间的距离;线框在通过磁场的过程中所生的热。
如图所示,用折射率的玻璃做成内径为、外径为的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球的外表面,与中心对称轴平行,试求: ①入射角满足什么条件的光线可以射出内球面(不考虑多次反射); ②如果要使球壳内表面没有光线射出,在球壳左边至少用多大的遮光板,如何放置才行?
如图所示,一端封闭一端开口粗细均匀的绝热玻璃管的横截面积为10cm2,管内有两个重力不计的活塞,导热活塞甲封闭了长30cm的气柱A,绝热活塞乙用一根劲度系数、原长为15cm的轻质弹簧和管底相连,气柱B长15cm,气体的初始温度为27℃,现在甲活塞上放一个2kg的砝码,待活塞稳定后再加热气体B,求当气体B的温度升高多少时,活塞甲可返回原处?(大气压,摩擦不计,)
如图所示,MN为绝缘板,CD为板上两个小孔, AO为CD的中垂线,在MN的下方有匀强磁场,方向垂直纸面向外(图中未画出),质量为m电荷量为q的粒子(不计重力)以某一速度从A点平行于MN的方向进入静电分析器,静电分析器内有均匀辐向分布的电场(电场方向指向O点),已知图中虚线圆弧的半径为R,其所在处场强大小为E,若离子恰好沿图中虚线做圆周运动后从小孔垂直于MN进入下方磁场。 (1)求粒子运动的速度大小; (2)粒子在磁场中运动,与MN板碰撞,碰后以原速率反弹,且碰撞时无电荷的转移,之后恰好从小孔D进入MN上方的一个三角形匀强磁场,从A点射出磁场,则三角形磁场区域最小面积为多少?MN上下两区域磁场的磁感应强度大小之比为多少? (3)粒子从A点出发后,第一次回到A点所经过的总时间为多少?
如图所示,质量mB=3.5kg的物体B通过一轻弹簧固定在地面上,弹簧的劲度系数k=100N/m,轻绳一端与物体B连接,绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2后,另一端与套在光滑直杆顶端质量mA=1.6kg的小球A连接。已知直杆固定,杆长L为0.8m,与水平面的夹角θ=37°,初始时使小球A静止不动,与A端相连的绳子保持水平,此时绳子中的张力F为45N。已知AO1=0.5m,重力加速度g取10m/s2,绳子不可伸长;现将小球A从静止释放,求: (1)在释放小球A前弹簧的形变量; (2)若直线CO1与杆垂直,求物体从A点运动到C点的过程中绳子拉力对物体A所做的功。
如图所示,用轻弹簧相连的质量均为2kg的A.B两物块静止在光滑的水平地面上,质量为4kg的物块C以v=6m/s的速度向左运动,B与C碰撞后,立即粘在一起,求在弹簧压缩到最短的过程中,①弹簧最大的弹性势能为多大?②弹簧对A 的冲量是多少?