如下图水平金属导轨的间距为1m,处在一个竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=2T,其上有一个与之接触良好的金属棒,金属棒的电阻R=1Ω,导轨电阻不计,导轨左侧接有电源,电动势E=10V,内阻r=1Ω,某时刻起闭合开关,金属棒开始运动,已知金属棒的质量m=1kg,与导轨的动摩擦因数为0.5,导轨足够长。
问:(1)金属棒速度为2m/s时金属棒的加速度为多大?
(2)金属棒达到稳定状态时的速度为多大?
(3)导轨的右端是一个高和宽均为0.8m的壕沟,那么金属棒离开导轨后能否落到对面的平台?
在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m.现B球静止,A球向B球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,求:碰前A球的速度大小等于多少?
(9分)如图所示,在真空中波长为600 nm的激光束从A点射入圆柱形玻璃介质。若该激光束经折射后从B点射出,射出玻璃与射入玻璃的光线夹角为30°,AB孤所对的圆心角为120°,求该激光束在玻璃中的波长。
(10分)在一个标准大气压下,1kg冰在0℃时吸收336kJ的热量后变成同温度的水,外界同时对系统做了11kJ的功,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1,水的摩尔质量M=18g•mol-1.问
(Ⅰ)此过程中系统的内能变化了多少?
(Ⅱ)1kg冰所含的分子数为多少?(结果保留2位有效数字)
(18分)如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg,R=1.0
,长度与导轨间距相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数
=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,大力随乙图规律变化的力F的作用,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求:
(1)ab棒的加速度大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热;
(3)求cd棒达到最大速度所需的时间.
(20分)如图在xOy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度大小均为B="1.0T" ;电场方向水平向右,电场强度大小均为E=N/C。一个质量m=2.0×10-7kg,电荷量q=2.0×10-6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xOy平面中做匀速直线运动。0.10s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s2。求:
(1)带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向;
(2)带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向;
(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件?