如图所示,质量分别为M、m的两物块A、B通过一轻质弹簧连接,B足够长、放置在水平面上,所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力F,A、B从静止开始运动,弹簧第一次恢复原长时A、B速度分别为、。(1)求物块A加速度为零时,物块B的加速度;(2)求弹簧第一次恢复原长时,物块B移动的距离;(3)试分析:在弹簧第一次恢复原长前,弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系?简要说明理由。
(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问: (1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何? (2)金属棒经过多长时间落到地面?(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?
(满分10分)如图所示,边长为L的正方形线框abcd的匝数为n,ad的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻也为R,现在让线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求: ⑴若从图示位置开始计时,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式。 ⑵线框从图示位置时转过90°的过程中电阻R上产生的热量和通过电阻R的电荷量
(满分7分)如图所示,实线为简谐波在t时刻的波形图,虚线为波在(t+0.01)s时刻的波形图,若波速为100m/s. (1)指出简谐波的传播方向 (2)x=1m处的质点在此0.01s内的位移多大?方向如何?
如图,一质量不计,可上下自由一点的活塞将圆筒分为上下两室,两室中分别封闭有理想气体,筒的侧壁为绝缘体,上底 N ,下底 M 及活塞 D 均为导体并按图连接,活塞面积 S=2cm2 。在电键K断开时,两室中气体压强均为 p 0 =240pa , ND 间距 l 1 =1μm , DM 间距 l 2 =3μm ,将变阻器的滑片P滑到左端B,闭合电键后,活塞 D 与下底 M 分别带有等量异种电荷,并各自产生匀强电场,在电场力作用下活塞 D 发生移动。稳定后, ND 间距 l 1 `=3μm , DM 间距 l 2 `=1μm ,活塞D所带电流的绝对值 q= ε 0 SE (式中 E 为 D 与 M 所带电荷产生的合场强,常量 ε 0 =8.85×10 - 12 c2/N·m2 )求:
(1)两室中气体的压强(设活塞移动前后气体温度保持不变); (2)活塞受到的电场力大小F; (3) M 所带电荷产生的场强大小 E M 和电源电压 U ; (4)使滑片 P 缓慢地由 B 向 A 滑动,活塞如何运动,并说明理由。
如图,宽度 L=0.5m 的光滑金属框架 MNPQ 固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小 B=0.4T ,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量 m=0.1kg ,电阻可忽略的金属棒 ab 放置在框架上,并且框架接触良好,以 P 为坐标原点, PQ 方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从 x 0 =1m 处以 v 0 =2m/s 的初速度,沿 x 轴负方向做 a=2m/s2 的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:
(1)金属棒 ab 运动0.5 m ,框架产生的焦耳热 Q ; (2)框架中 aNPb 部分的电阻 R 随金属棒 ab 的位置 x 变化的函数关系; (3)为求金属棒 ab 沿 x 轴负方向运动0.4 s 过程中通过 ab 的电量 q ,某同学解法为:先算出经过0.4 s 金属棒的运动距离 s ,以及0.4 s 时回路内的电阻 R ,然后代入 q =求解.指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果