一小型发电机内矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图12所示.发电机内阻 r="5.0" Ω,外电路电阻R="95" Ω,已知感应电动势的最大值Em=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈的磁通量的最大值.
(1)最大电动势Em
(2)串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.
如图所示,间距的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成
角放置,导轨电阻不计,导轨上端连有
的电阻,磁感应强度为
的匀强磁场垂直导轨平面向上,
时刻有一质量
,电阻
的金属棒,以
的初速度从导轨上某一位置
开始沿导轨向上滑行,金属棒垂直导轨且与导轨接触良好,与此同时对金属棒施加一个沿斜面向上且垂直于金属棒的外力
,使金属棒做加速度大小为
的匀减速直线运动,则:
(1)时,外力
的大小?
(2)若已知金属棒运动从开始运动到最高点的过程中,电阻上产生的热量为
,求此过程中外力
做的功?
(3)到最高点后,撤去外力,经过足够长时间后,最终电阻
上消耗的功率是多少?
如图18所示,在xOy平面内某介质中有一列波源位于O点沿x 轴正方向传播的简谐横波,在t=0时,P点(x=20cm处)位于波峰,t=1s时,P点位于平衡位置,且速度方向向下,Q点(x=80cm处)位于平衡位置下方的最大位移处。已知此波的振幅,波长
,周期
求:
(1)画出时,PQ之间的波形图(把图画在答题卷的相应位置)
(2)该波在介质中的波速
(3)在图19中画出波源O点的振动图像(把图画在答题卷的相应位置)
如图17所示,一半径为R的透明圆柱体放在水平面上,AOB为
透明圆柱体的截面,一束蓝光从AO面的中点沿水平方向射入透明体,经AB弧面折射后,光线射到水平面上的P点,测得OP距离为
,则:
(1)画出光路图,并求出透明圆柱体对蓝光的折射率
(2)蓝光从AO面射入到P点的总时间(设空气中光速为c)
图17
为确定爱因斯坦的质能方程的正确性,设计了如下实验:用动能为
MeV的质子轰击静止的锂核
Li,生成两个
粒子,测得两个
粒子的动能之和为
MeV。
(1)写出该反应方程。
(2)通过计算说明正确。(已知质子、
粒子、锂核的质量分别取
、
、
,1u相当于931.5MeV)
如图5所示为氢原子能级示意图,现有每个电子的动能都是Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生正碰。已知碰撞前一个电子和一个氢原子的总动量恰好为零。碰撞后氢原子受激发,跃迁到n=4的能级。求碰撞后电子和受激氢原子的总动能。已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为。