如图所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小开始时随时间t不断增大,关系式为B=B0+t,当t=t1时刻后保持B1不变,其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内,若保持线框静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。
求:(1)0~t1时间内电流表A的示数;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,电压表V的示数和通过电阻R的电荷量。
如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,轻弹簧下端固定在斜面底端C点,弹簧处于原长时上端位于B点,空间有平行斜面向下的匀强电场。质量为m,电荷量为+q的小物块,从与B点相距L=0.8m的A点由静止开始下滑,小物块将弹簧压缩到最短后又恰好被弹回到B点。已知物块与斜面间的动摩擦因数为,场强大小为E=
,取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,小物块电荷量不变,求:
(1)小物块第一次运动到B点时的速度大小;
(2) 弹簧的最大压缩量。
“引体向上”是同学们常做的一项健身运动。如图甲所示,质量为m=50kg的某同学两手正握单杠,手臂完全伸直,身体呈自然悬垂状态,此时他的下颚距单杠的高度为H=0.4 m,然后他用F=600 N的恒力将身体向上拉至某位置时不再用力,身体依靠惯性继续向上运动,为保证其下颚超过单杠达到合格要求,如图乙所示。恒力F的作用时间至少为多少?不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。
某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中,在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了,而手表没有受到任何撞击。该手表出厂时给出的参数为:27℃时表内气体压强为1.0×105Pa(常温下的大气压强值),当内外压强差超过6.0×104Pa时表盘玻璃将爆裂。当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃,表内气体体积的变化可忽略不计。
(1)通过计算判断手表的表盘玻璃是向外爆裂还是向内爆裂?
(2)当时外界的大气压强为多少?
如图,一定质量的气体温度保持不变,最后,U形管两臂中的水银面相齐,烧瓶中气体体积为800mL;现用注射器向烧瓶中注入200mL水,稳定后两臂中水银面的高度差为25cm,不计U形管中气体的体积。求:
(1)大气压强是多少cmHg?
(2)当U形管两边水银面的高度差为45cm时,烧瓶内气体的体积是多少?
用打气筒给自行车内胎打气,假如每打一次可压入压强为105Pa的空气400×10-6m3,要使车胎与地面的接触面积为4×10-4m2,问要打多少次气?已知该车轮的负重为400N,内胎容积为4×10-3m3,打气过程中气体温度保持不变(轮胎张力忽略不计)。