如图所示,竖直平面内有一半径为r、内阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和II,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和I
I之间的距离h和R2上的电功率P2。
光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A,斜面上有质量为m的小物体B,都处于静止状态。从某时刻开始释放物体B,在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动。经过时间t,斜面体水平移动s,小物体B刚好滑到底端。
(1)求运动过程中斜面体A所受的合力;
(2)分析小物体B做何种运动?并说明理由;
(3)求小物体B到达斜面体A底端时的速度大小。
(4分) 一质量为0.5kg的小球A以2.0m/s的速度和静止于光滑水平面上质量为1kg的另一大小相等的小球B发生正碰,碰撞后它以0.2m/s的速度反弹。求(1)原来静止小球获得的速度大小;(2)碰撞过程中损失的机械能。
(4分)半球形介质截面如图所示,O为圆心,单色光a、b相互平行,从不同位置进入介质,光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°,求:(1)介质的折射率;(2)光线b在介质中的折射角。
如图所示,一弹簧竖直悬挂气缸的活塞,使气缸悬空静止,活塞与气缸间无摩擦,缸壁导热性能良好。已知气缸重为G,活塞截面积为S,外界大气压强为P0,环境温度为T,活塞与筒底间的距离为d,当温度升高ΔT时,求(1)活塞与筒底间的距离变化量;(2)此过程中气体对外做的功。
如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为m、总电阻为
。在直角坐标系
中,有界匀强磁场区域的下边界与
轴重合,上边界满足曲线方程
(m),场强大小
。线框在沿
轴正方向的拉力
作用下,以速度
水平向右做匀速直线运动,恰好拉出磁场。
(1)求线框中AD两端的最大电压;
(2)在图乙中画出运动过程上线框i-t图象,并估算磁场区域的面积;
(3)求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力所做的功。