如图所示,足够长的光滑导轨ab、cd 固定在竖直平面内,导轨间距为l,b、c两点间接一阻值为R的电阻。ef是一水平放置的导体杆,其质量为m、电阻值为2R,杆与ab、cd 保持良好接触。整个装置放在磁感应强度满足B=B0+ky的非匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。现用一竖直向上的力拉导体杆,使导体杆由y=0从静止开始做加速度为的匀加速运动,在金属杆ef上升了h高度的过程中,bc间电阻R产生的焦耳热为Q。重力加速度为
,不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。求:
(1)导体杆上升高度h过程中拉力做的功;
(2)导体杆上升到h时所受拉力F的大小;
(3)导体杆上升到h过程中通过杆的电量。
..(15分)如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁场的磁感应强度按如图12乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=nBmScos(t),其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的0~的时间内,通过小灯泡的电荷量.
图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻 r="10" Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R="90" Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化.求:
(1)交流发电机产生的电动势最大值;
(2)电路中交流电压表的示数。
两个狭缝相距0.3 mm,位于离屏50 cm处,现用波长为6000 的光照射双缝,求:
(1)两条相邻暗条纹间的距离是多少?
(2)若将整个装置放于水中,那么两条相邻暗条纹间的距离是多少?(水的折射率
为,1 =10-10 m)
用某一单色光做双缝干涉实验时,已知双缝间距离为0.25 mm,在距离双缝为1.2 m处的光屏上,测得5条亮纹间的距离为7.5 mm,试求所用单色光的波长.
太阳在不断地向外辐射能量,因而其质量也在不断地减少.若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026 J,试计算太阳在1 s内失去的质量,估算5000年内其质量总共减小了多少,并与太阳的总质量2×1027 t比较之.