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,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)试证明金属杆做匀加速直线运动,并计算加速度的大小;
(2)求第2s末外力F的瞬时功率;
(3)如果水平外力从静止开始拉动杆2s所做的功为0.3J,求回路中定值电阻R上产生的焦耳热是多少。
如图,一固定的斜面,其倾角为θ=30º,另一边与水平地面垂直,顶端有一定滑轮,跨过定滑轮的细线两端分别与物块A、B相连,A的质量为4m,B的质量为m。开始时,将B按在地上不动,然后放手,让A沿斜面下滑而B上升,所有摩擦均忽略不计。当A下滑距离为S时,细线突然断了。求B上升的最大高度。(设B不会与定滑轮相碰)
如图所示,一小球从倾角为30的固定斜面的
点水平抛出,初动能为
,落到斜面上的
点时,其动能是多少?
如图所示,斜面足够长,其倾角为α,质量为m的滑块,距挡板P为s0,以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失(即速度大小不变方向相反),求滑块在斜面上经过的总路程为多少?
如图(甲)所示,、
为平行放置的水平金属轨道,
、
为相同半径,平行放置的竖直半圆形金属轨道,
为切点,P、Q为半圆轨道的最高点,轨道间距
,圆轨道半径
,整个装置左端接有阻值
的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ,两区域宽度
,两区域之间的距离
;区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1,变化规律如图(乙)所示,规定竖直向上为B1的正方向;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为
,
右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量
,电阻
的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下,从
处由静止开始运动,到达
处撤去恒力F,CD棒可匀速地穿过匀强磁场区,并能通过半圆形轨道的最高点PQ处,最后下落在轨道上的位置离
的距离
。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,g取10 m/s2
求:
(1)水平恒力F的大小;
(2)CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q;
(3)磁感应强度B2的大小。
如图所示是伦敦奥运会期间水上运动中心安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,相机的镜头竖直向上.照片中,水立方运动馆的景象呈现在半径的圆形范围内,水面上的运动员手到脚的长度
.若已知水的折射率
,运动员的实际身高
,请计算该游泳池的水深H。