如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.3m。导轨电阻忽略不计,其间连接有固定电阻R=0.4Ω。导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.2Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始运动做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,获得电压U随时间t变化的关系如图乙所示。
(1)求金属杆的瞬时速度随时间变化的表达式;
(2)求第2s末外力F的大小;
(3)如果水平外力从静止起拉动杆2s所做的功为1.2J,求整个回路中产生的焦耳热是多少。
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体积分别为30 L和10 L的两容器内,分别装有127℃,10 atm(106 Pa)的空气和真空,当把两者用细管连通后,气体的温度变成了47℃,则最终容器内气体的压强为____________.
如图8-3-5所示,粗细均匀的U形玻璃管如图放置,管的竖直部分长为20 cm,一端封闭,水平部分长40 cm,水平段管内长为20 cm的水银柱封住长35 cm的气柱.已知所封闭的气体温度为7 ℃,大气压强为75 cmHg,当管内温度升到351 ℃时管内空气柱的总长度是多少?(弯管部分体积忽略不计)
图8-3-5
如图8-3-4所示,一根一端封闭、一端开口向上的均匀玻璃管,长l="96" cm,用一段长h="20" cm的水银柱封住长h1="60" cm的空气柱,温度为27 ℃,大气压强p0="76" cmHg,问温度至少要升高到多少度,水银柱才能全部从管中溢出?
图8-3-4
用销钉固定的活塞把水平放置的容器分隔成A、B两部分,其体积之比为VA∶VB=2∶1,如图8-3-3所示.起初A中有温度为27 ℃、压强为1.8×105Pa的空气,B中有温度为127 ℃、压强为2×105 Pa的空气.现拔出销钉,使活塞可以无摩擦地移动(无漏气),由于容器壁缓慢导热,最后气体都变到室温27 ℃,活塞也停止移动,求最后A中气体的压强.
图8-3-3
一个半径为0.1 cm的气泡,从18 m深的湖底上升,如果湖底水的温度是8 ℃,湖面的温度是24 ℃,湖面的大气压强是76 cmHg,那么气泡升至湖面时体积是多少?