如图甲所示,空间存在一宽度为2L有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。在光滑绝缘水平面内有一边长为L的正方形金属线框,其质量m=1kg、电阻R=4Ω,在水平向左的外力F作用下,以初速度v0=4m/s匀减速进入磁场,线框平面与磁场垂直,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:匀强磁场的磁感应强度B;线框进入磁场的过程中,通过线框的电荷量q;判断线框能否从右侧离开磁场?说明理由。
如图所示,两根竖直固定的足够长的金属导轨cd和ef相距L=0.2m,另外两根水平金属杆MN和PQ的质量均为m=10-2kg,可沿导轨无摩擦地滑动,MN杆和PQ杆的电阻均为R=0.2(竖直金属导轨电阻不计),PQ杆放置在水平绝缘平台上,整个装置处于匀强磁场内,磁场方向垂直于导轨平面向里,磁感应强度B=1.0T。现让MN杆在恒定拉力作用下由静止开始向上加速运动,运动位移x=0.1m时MN杆达到最大速度,此时PQ杆对绝缘平台的压力恰好为零。(g取l0m/ s2)求: (1)MN杆的最大速度为多少?(2)当MN杆加速度达到a=2m/s2时,PQ杆对地面的压力为多大?(3)MN杆由静止到最大速度这段时间内通过MN杆的电量为多少?
如图所示,AB为半径为R=0.45m的光滑圆弧,它固定在水平平台上,轨道的B端与平台相切。有一小车停在光滑水平面上紧靠平台且与平台等高,小车的质量为M=1.0kg,长L=1.0m。现有一质量为m=0.5kg的小物体从A点静止释放,滑到B点后顺利滑上小车,物体与小车间的动摩擦因数为μ=0.4,g=10m/s2。 (1)求小物体滑到轨道上的B点时对轨道的压力。 (2)求小物体刚滑到小车上时,小物体的加速度a1和小车的加速度a2各为多大? (3)试通过计算说明小物体能否从小车上滑下?求出小车最终的速度大小。
如图所示,在光滑水平地面上,有一右端装有固定的竖直挡板的平板小车质量m1=4.0kg,挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上A点处的质量为m2=1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接,此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与车面之间的摩擦可忽略不计。现小车与木块一起以v0=2.0 m/s的初速度向右运动,小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞,已知碰撞时间极短,碰撞后小车以v1=1.0 m/s的速度水平向左运动,取g=10 m/s2。求:(i)小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小;(ii)若弹簧始终处于弹性限度内,求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能。
如图所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面图,其顶角θ=75°,今有一束单色光线在横截面内从OA的中点E沿垂直OA的方向射入玻璃砖,一部分光线经AB面反射后恰好未从OB面射出,不考虑多次反射作用.试求玻璃的折射率n。
(9分)内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有27 ℃温水的恒温水槽中,用不计质量的活塞封闭了压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10-3 m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上质量为0.5 kg的沙子,封闭气体的体积变为V1;然后将气缸移出水槽,经过缓慢降温,气体温度最终变为-23 ℃。已知活塞面积为2.0×10-4 m2,大气压强为1.0×105 Pa,g取10 m/s2,求:(i)气体体积V1.(ii)气缸内气体的最终体积V2(结果保留两位有效数字)。