(本题10分)如图所示,在磁感应强度B=0.2 T、方向与纸面垂直的匀强磁场中,有水平放置的两平行导轨ab、cd,其间距l=50 cm,a、c间接有电阻R.现有一电阻为r的导体棒MN跨放在两导轨间,并以v=10 m/s的恒定速度向右运动,a、c间电压为0.8 V,且a点电势高.其余电阻忽略不计.问:(1)导体棒产生的感应电动势是多大?(2)通过导体棒电流方向如何?磁场的方向是指向纸里,还是指向纸外?(3)R与r的比值是多少?
把质量为3kg的石头从20m高的山崖上以30°角向斜上方抛出,抛出的速度v0="5m/s." (不计空气阻力,取g=10m/s2)求: (1)抛出至落地过程中重力所做的功? (2)石块落地时的速度是多大?
传统的打气筒的示意图如下图中的左图所示,圆柱形打气筒A高H,内部横截面积为S,底部有一单向阀门K,厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入,活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B中。用传统的打气筒给自行车打气时,不好判断是否已经打足了气,为了解决这一问题,某研究性学习小组的同学们经过思考之后,他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装(图中的右图所示):该组同学设想在打气筒内壁焊接一卡环C(体积不计),调节C距气筒顶部的高度就可以控制容器B中的最终压强。已知B的容积VB=3HS,向B中打气前A、B中气体初始压强均为P0= 1.0×l05 Pa,设气体温度不变。 ①若C距气筒顶部的高度为h=,则第一次将活塞从打气筒口压到C处时,容器B中的压强是多少? ②要使容器B中的最终压强为3P0,则h与H之比应为多少?
如图所示,平面直角坐标系xOy的第二象限内存在场强大小为E,方向与x轴平行且沿x轴负方向的匀强电场,在第一、三、四象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。现将一挡板放在第二象限内,其与x,y轴的交点M、N到坐标原点的距离均为2L。一质量为m,电荷量绝对值为q的带负电粒子在第二象限内从距x轴为L、距y轴为2L的A点由静止释放,当粒子第一次到达y轴上C点时电场突然消失。若粒子重力不计,粒子与挡板相碰后电荷量及速度大小不变,碰撞前后,粒子的速度与挡板的夹角相等(类似于光反射时反射角与入射角的关系)。求: (1)C点的纵坐标。 (2)若要使粒子再次打到档板上,磁感应强度的最大值为多少? (3)磁感应强度为多大时,粒子从A点出发与档板总共相碰两次后到达C点?这种情况下粒子从A点出发到第二次到达C点的时间多长?
如图甲所示,倾角θ =37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求: (1)斜面对滑块摩擦力的大小f; (2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d; (3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W。
如图所示,导热良好的汽缸中用不计质量的活塞封闭着一定质量的理想气体,光滑活塞的横截面积S=100cm2,初始时刻气体温度为27℃,活塞到气缸底部的距离为h。现对汽缸缓缓加热使汽缸内的气体温度升高到t,然后保持温度不变,在活塞上轻轻放一质量为m=20kg的重物,使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置。已知大气压强P0=1.0×105pa,环境温度保持不变,g取10m/s2, ①求t。 ②判断活塞下降的过程气体是吸热还是放热,并说明理由。