如图20所示,质量为m、边长为L的正方形线框,从有界匀强磁场上方、离磁场边界h处由静止开始下落(下落过程中线圈下边始终保持水平,不计空气阻力)。线框每边电阻为R,匀强磁场的宽度为H(H>L)、磁感应强度为B,重力加速度为g。试求:
(1)当线圈的ab边刚进入磁场时,它可能做什么运动,并分析各种运动下h的条件.
(2)设ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动,且加速度大小相等。求线框经过磁场的过程中产生的焦耳热。
(3)设线圈刚好以匀速运动进入匀强磁场,此时线圈中的电流为I0,且线圈的边长L=h磁场的宽度H=2h。请在坐标系中定性画出线圈进入磁场到离开磁场的过程中,线圈中的电流i随下落高度x变化的图象。(不需要计算过程,设
电流沿abcda如方向为正方向,x以磁场上边界为起点。)
质量为m=10kg的物体,在恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。0~2.0s内F与运动方向相反,2.0~4.0s内F与运动方向相同,物体的速度-时间图象如图所示。(取g=10m/s2)求:
(1)水平外力F的大小
(2)水平外力F在4s内对物体所做的功。
如图所示,固定于同一条竖直线上的爿、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和—Q,A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,质量为m、电荷量为+q可视为点电荷,不影响电场的分布。),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v。已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)C、D间的电势差UCO;
(2)D点处的电场强度E的大小;
(3)小球p经过D点对的加速度;
(4)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度。
如图所示,在竖直平面内有一个半径为R且光滑的四分之一圆弧轨道AB,轨道下端B与水平面BCD相切,BC部分光滑且长度大于R,c点右边粗糙程度均匀且足够长。现用手捏住一根长也为R、质量为m的柔软匀质细绳的上端,使绳子的下端与A点等高,然后由静止释放绳子,让绳子沿轨道下滑。若绳子在水平面上运动时不弯曲,且长度不变。求:(重力加速度为g)
(1)绳子前端到达C点时的速度大小;
(2)若绳子前端在过c点后,滑行s距离后停下,而且s>R,试计算绳子与粗糙平面间的动摩擦因数。
辨析题:静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动s=50m。若用大小仍为400N、而方向与水平方向夹角为37°斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50m远处,则拉力的作用时间最少是多少?()
某同学是这样解的:当拉力水平时:由运动学公式,有①
由牛顿第二定律:②
当拉力斜向上时:设加速度大小为
在水平方向由牛顿第二定律:③
再由运动学公式,④
解得拉力作用的最少时间:
(1)这位同学解法是否有不大合理的地方?(回答“有”还是“没有”?)
(2)若有不合理的地方,请你指出这位同学错误步骤对应的序号,并说明理由。
(3)若有不合理的地方,请用你自己的方法算出正确结果。
如图所示,这个装置可以作为火灾报警器使用;试管中装入水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出响声。27℃时,空气柱长度L1为20cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10cm,管内水银柱的高度h为5cm,大气压强为75cmHg,则
(1)当温度达到多少摄氏度时,报警器会报警?
(2)若再往玻璃管内注入2cm长的汞柱,则该装置的报警温度为多少摄氏度?