如图所示,在坐标 xoy 平面内存在 B =2.0T的匀强磁场,OA 与OCA 为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA 满足曲线方程,C为导轨的最右端,导轨OA 与OCA 相交处的O点和A 点分别接有体积可忽略的定值电阻R1 和 R2,其R1 = 4.0Ω、R2 = 12.0Ω。现有一足够长、质量 m = 0.10 kg 的金属棒 M N 在竖直向上的外力F 作用下,以v =3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻 R1、R2 外其余电阻不计,g 取10m/s2,求:
(1)金属棒 M N 在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F 的最大值;
(3)金属棒 M N 滑过导轨O C 段,整个回路产生的热量。
有两个相同的总电阻为9 Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的、相距为20 cm的竖直平面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B=T的匀强磁场,两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g,电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于图所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧所对应的圆心角均为θ=60°,取重力加速度为g="10" m/s2,试求此电源电动势E的大小.
质量为1.5 kg的平板车停放在光滑的水平面上,左端放置着一块质量为450 g的小物块,一颗质量为50 g的子弹以vo="100" m/s的速度水平瞬间射入小物块并留在其中,平板车足够长,求小物块与平板车间因摩擦产生的热量。
如图所示,一个半径为R、折射率为的透明玻璃半球体,O为球心,轴线OA水平且与半球体的左边界垂直,位于轴线上O点左侧
处的点光源S发出一束与OA夹角θ=60°光线射向半球体;已知光在真空中传播的速度为c,求:光线第一次从玻璃半球体出射时的方向以及光线在玻璃半球内传播的时间.
如图所示,质量M="10" kg的透热气缸内用面积S="100" cm2的活塞封有一定质量的理想气体,活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。现将弹簧一端固定在天花板上,另一端与活塞相连将气缸悬起,当活塞位于气缸正中间时,整个装置都处于静止状态,此时缸内气体的温度为27℃,已知大气压恒为po=l.0xl05 Pa.重力加速度为g="10" m/s2,忽略气缸的厚度。求:
①缸内气体的压强pl;
②若外界温度缓慢升高,活塞恰好静止在气缸缸口处时,缸内气体的摄氏温度。
如图所示,在xoy平面内,有一个圆形区域的直径AB 与x轴重合,圆心O′的坐标为(2a,0),其半径为a,该区域内无磁场. 在y轴和直线x=3a之间的其他区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴上某点射入磁场.不计粒子重力.
(1)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,且粒子不经过圆形区域就能到达B点,求粒子的初速度大小v1;
(2)若粒子的初速度方向与y轴正向夹角为60°,在磁场中运动的时间为且粒子也能到达B点,求粒子的初速度大小v2;
(3)若粒子的初速度方向与y轴垂直,且粒子从O′点第一次经过x轴,求粒子的最小初速度vm.