如图所示,U形导轨固定在水平面上,右端放有质量为m的金属棒ab,ab与导轨间的动摩擦因数为μ,金属棒与导轨围成正方形,边长为L,金属棒接入电路的电阻为R,导轨的电阻不计。从t=0时刻起,加一竖直向上的匀强磁场,其磁感应强度随时间的变化规律为B=kt(k>0),设金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求金属棒滑动前,通过金属棒的电流的大小和方向;(2)t为多大时,金属棒开始移动?(3)从t=0时刻起到金属棒开始运动的过程中,金属棒中产生的焦耳热多大?
如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨、相距为m,导轨平面与水平面夹角,导轨电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨平面向上,长为m的金属棒垂直于、放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为kg、电阻为Ω,两金属导轨的上端连接右侧电路,电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离和板长均为m,定值电阻为Ω,现闭合开关并将金属棒由静止释放,取m/s2,求: (1)金属棒下滑的最大速度为多大? (2)当金属棒下滑达到稳定状态时,整个电路消耗的电功率为多少? (3)当金属棒稳定下滑时,在水平放置的平行金属板间加一垂直于纸面向里的匀强磁场,在下板的右端且非常靠近下板的位置处有一质量为kg、所带电荷量为C的液滴以初速度水平向左射入两板间,该液滴可视为质点,要使带电粒子能从金属板间射出,初速度应满足什么条件?
某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型;如图甲在水平地面上放置一个质量为kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力随位移变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为,m/s2,则: (1)运动过程中物体的最大加速度为多少? (2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大? (3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问: ①a与b球碰前瞬间的速度多大? ②a、b两球碰后,细绳是否会断裂?(要求通过计算回答)
如图所示为一透明玻璃半球,在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO'对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球,恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h1=40cm时,从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO'轴的交点,当光屏距上表面h2=70cm时,在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。
在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态, 这时活塞离缸底的高度为10 cm,如果缸内空气变为 0℃,问:(结果保留两位有效数字) ①重物是上升还是下降? ②这时重物将从原处移动多少厘米?(设活塞与气缸壁间无摩擦)