如图(甲)所示,两光滑导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成,相互平行放置,两导轨相距L=lm ,倾斜导轨与水平面成θ=30°角,倾斜导轨的下面部分处在一垂直斜面的匀强磁场区I中,I区中磁场的磁感应强度B1随时间变化的规律如图(乙)所示,图中t1、t2未知。水平导轨足够长,其左端接有理想的灵敏电流计G和定值电阻R=3Ω,水平导轨处在一竖直向上的匀强磁场区Ⅱ中,Ⅱ区中的磁场恒定不变,磁感应强度大小为B2=1T ,在t=0时刻,从斜轨上磁场I 区外某处垂直于导轨水平释放一金属棒ab,棒的质量m=0.1kg,电阻r=2Ω,棒下滑时与导轨保持良好接触,棒由斜轨滑向水平轨时无机械能损失,导轨的电阻不计。若棒在斜面上向下滑动的整个过程中,灵敏电流计G的示数大小保持不变,t2时刻进入水平轨道,立刻对棒施一平行于框架平面沿水平方向且与杆垂直的外力。(g取10m/s2)求:
(1)磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d;
(2)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量;
(3)若棒在t2时刻进入水平导轨后,电流计G的电流大小I随时间t变化的关系如图(丙)所示(I0未知),已知t2到t3的时间为0.5s,t3到t4的时间为1s,请在图(丁)中作出t2到t4时间内外力大小F随时间t变化的函数图像。
如图所示,光滑水平面上固定一半径为的光滑水平圆形轨道,过圆心
相垂直的两虚线交圆弧于A、B、C、D四点,质量为
的乙球静置于B处,质量为
的甲球从A处沿圆弧切线方向以速度
开始运动,到达B处与乙球发生碰撞,碰撞时间很短可忽略不计,碰撞为弹性碰撞,两小球可视为质点.当乙球刚运动到D处时,两小球发生第二次碰撞.求:
(1)第一次碰撞前甲所受轨道弹力的大小;
(2)甲、乙两球质量之比;
(3)甲与乙第二次碰撞后各自速度的大小.
如图所示,倾角为的“U”型金属框架下端连接一阻值为
的电阻,相互平行的金属杆MN、PQ间距为
,与金属杆垂直的虚线
、
区域内有垂直框架平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为
,
、
间距离为
,一长为
、质量为
、电阻为
的导体棒在全属框架平面上与磁场上边界
距离
处从静止开始释放,最后能匀速通过磁场下边界
.重力加速度为
(金属框架摩擦及电阻不计).求:
(1)导体棒刚到达磁场上边界时速度大小
;
(2)导体棒匀速通过磁场下边界时速度大小
;
(3)导体棒穿越磁场过程中,回路产生的电能.
如图所示,空间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场交界于虚线,电场强度为,虚线下方匀强磁场范围足够大,磁感应强度为
,现有质量为
、电量为
的带正电粒子从距电磁场边界
处无初速释放(带电粒子重力可忽略不计).求:
(1)带电粒子刚离开电场时速度大小;
(2)带电粒子在匀强磁场中运动的轨迹半径;
(3)带电粒子第一次在匀强磁场中运动的时间.
如图所示,A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d=1m的五个质点,一简谐横波以5m/s的水平速度向右传播,t=0时刻到达质点A且A开始向上振动,其振动周期为0.4s,试求:
①该简谐波的波长;
②自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间.
某汽车发动机的气缸容积为,在压缩前其气缸内气体温度为
,压强为
,在压缩冲程末,气缸内气体体积被压缩为
,若要求此时缸内气体温度达到
,则此时的气缸壁将承受多大的气压?(视缸内气体为理想气体)