如图所示,M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上的刚性U型金属导轨,导轨中接有阻值为R的电阻,它们的质量为m0.导轨的两条轨道间的距离为l,PQ是质量为m的金属杆,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直,杆与轨道的接触是粗糙的,杆与导轨的电阻均不计.初始时,杆PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力F作用于PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间t,PQ离开虚线的距离为x,此时通过电阻的电流为I0,导轨向右移动的距离为x0(导轨的N1N2部分尚未进入磁场区域).求:杆受到摩擦力的大小?
经过时间t,杆速度的大小v为多少?
在此过程中电阻所消耗的能量.(不考虑回路的自感).
如图所示,汽缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮跟缸中活塞相连接,重物和活塞都处于平衡状态,这时活塞离汽缸底的高度为10 cm.如果缸内空气温度变为0℃,重物将上升多少厘米?(结果保留三位有效数字)
如图所示为一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0,经过太阳曝晒,气体温度由T0=300 K升至T1=350 K.
(1)求此时气体的压强.
(2)保持T1=350 K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.
粗细均匀的U形管,右端封闭有一段空气柱,两管内水银面高度差为19 cm,封闭端空气柱长度为40 cm,如图所示,问向左管内再注入多少水银可使两管水银面等高?已知外界大气压强p0=76 cmHg,注入水银过程中温度保持不变.
如图所示,重G1=20 N的活塞将一部分气体封闭在汽缸内,活塞可以在汽缸内无摩擦地滑动,活塞的横截面积为S=100 cm2,外界大气压强p0=1.0×105 Pa(g取10 m/s2).
(1)活塞上物体重G2=200 N,求汽缸内气体压强p1.
(2)活塞受到竖直向上拉力F的作用,拉力F=10 N,求汽缸内气体压强p2.
(3)将汽缸悬挂起来,汽缸及活塞均保持静止,求汽缸内气体压强p3.
(4)将活塞悬挂起来,汽缸及活塞均保持静止,汽缸质量M=10 kg,汽缸壁厚度可忽略不计,求汽缸内气体压强p4.
一横截面积为S的汽缸水平放置,固定不动,汽缸壁是导热的,两个活塞A和B将汽缸分隔为1、2两气室,达到平衡时1、2两气室体积之比为3∶2,如图13所示.在室温不变的条件下,缓慢推动活塞A,使之向右移动一段距离d,求活塞B向右移动的距离,不计活塞与汽缸壁之间的摩擦.