如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧范围足够大,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框,线框质量m=0.1kg,在水平向右的外力F作用下,以初速度v0=1m/s一直做匀加速直线运动,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:(1)线框cd边刚进入磁场时速度v的大小;(2)若线框进入磁场过程中F做功为WF=0.27J,则在此过程中线框产生的焦耳热Q为多少?
图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈 abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动,由线圈引起的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图2是线圈的主视图,导线 ab和cd 分别用它们的横截面来表示。已知 ab 长度为 L 1 , bc 长度为 L 2 ,线圈以恒定角速度 ω 逆时针转动。(只考虑单匝线圈) (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e 1 的表达式; (2)线圈平面处于与中性面成 φ 0 夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e 2 的表达式; (3)若线圈电阻为 r ,求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热。(其它电阻均不计)
质量为 0.1kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的 v-t 图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的 3 4 。设球受到的空气阻力大小恒为 f ,取 g=10m/s2 , 求:
(1)弹性球受到的空气阻力 f 的大小; (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度 h 。
如图所示,光滑水平面上有两辆车,甲车上面有发射装置,甲车连同发射装置质量M1=1kg,车上另有一个质量为m=0.2kg的小球。甲车静止在平面上,乙车以V0=8m/s的速度向甲车运动,乙车上有接收装置,总质量M2=2kg,问:甲车至少以多大的水平速度将小球发射到乙车上,两车才会相撞?(球最终停在乙车上)
一列简谐横波,在t=0时刻的波形如图所示,质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为-1m和-9m,波传播方向由右向左,已知t=0.7s时, P点第二次出现波峰。试计算: ①这列波的传传播速度多大? ②从t=0时刻起,经多长时间Q点第一次出现波峰? ③当Q点第一次出现波峰时,P点通过的路程为多少?
如图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面积为S = 0.01m2,中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A、B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动,且不漏气。A的质量不计,B的质量为M,并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa,平衡时两活塞之间的距离l0 =" 0.6" m,现用力压A,使之缓慢向下移动一段距离后,保持平衡。此时用于压A的力F =" 500" N。求活塞A下移的距离。