一矩形线圈,面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为2Ω,外接电阻为R=8Ω,线圈在磁感应强度为T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动,如图所示,若从中性面开始计时,求:(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
(2)线圈从开始计时经1/30s时,线圈中电流的瞬时值。
(3)外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。
质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下,由静止开始从水平地面向上运动,经一段时间,拉力做功为W,此后撤去拉力,球又经相同时间回到地面。以地面为零势能面,不计空气阻力。求:
(1)球回到地面时的动能Ekt;
(2)撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F;
(3)球动能为时的重力势能Ep。
甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的质量共为M=30
千克,乙和他的冰车的质量也是30千克.游戏时,甲推着一个质量为m=15千克的箱子,和他一起以大小为v0=2.0米/秒的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求
(i)甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免他与乙相撞;
(ii)甲在推出时对箱子做了多少功.
如图所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入。已知棱镜的折射率,AB=BC=8cm,OA=2cm,∠OAB=600
(i)求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向;
(ii)第一次的出射点距C点的距离.
如图所示,一水平放置的气缸,由截面积不同的两圆筒联接而成.活塞A、B用一长为的刚性细杆连接,B与两圆筒联接处相距
,它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动.A、B的截面积分别为
、
.A、B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为
.活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上.当气缸内气体温度为
,活塞A、B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为
.
(i)现使气缸内气体温度由初始的540缓慢下降,温度降为多少时活塞开始向右移动?
(ii)继续使气缸内气体温度缓慢下降,温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处?
如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线是水平直径.现有一质量为m带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R.从小球进入管口开始,整个空间突然加一匀强电场,电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等,结果小球从管口C处脱离圆管后,其运动轨迹经过A点.设小球运动过程中带电量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点的速度大小;
(2)小球受到的电场力的大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.