如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1 m,导轨平面与水平面成θ = 37°角,下端连接阻值为R=2Ω的电阻。磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度为0.4T。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25。金属棒沿导轨由静止开始下滑。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)判断金属棒下滑过程中产生的感应电流方向;
(2)求金属棒下滑速度达到5m/s时的加速度大小;
(3)当金属棒下滑速度达到稳定时,求电阻R消耗的功率。
如图所示,一质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,其左侧是一光滑的四分之一圆弧,圆弧半径为R=1m,一质量为m的小球以速度V0向右运动冲上滑块,已知M=4m,g取10 m/s2,若小球刚好没跃出圆弧的上端,求:
①小球的初速度V0是多少?
②滑块获得的最大速度是多少?
(10分)如图所示,矩形ABCD为长方体水池横截面,宽度d=6m,高h=(2+1)m,水池里装有高度为h′=2
m、折射率为n=
的某种液体,在水池底部水平放置宽度d′=5m的平面镜,水池左壁高b=
m处有一点光源S,在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB,S上方有小挡板,使光源发出的光不能直接射到液面,不考虑光在水池面上的反射,求:
①在此横截面上标尺上被照亮的长度x1
②液面上能射出光线部分的长度x2
如图所示是一个右端开口圆筒形汽缸,活塞可以在汽缸内自由滑动.活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内,此时气体的温度为27℃.若给汽缸加热,使气体温度升高,让气体推动活塞从MN缓慢地移到M′N′.已知大气压强p0=1×105Pa,求:
①当活塞到达M′N′后气体的温度;
②把活塞锁定在M′N′位置上,让气体的温度缓慢地变回到27℃,此时气体的压强是多少?
如图所示,光滑的金属导轨间距为L,导轨平面与水平面成α角,导轨下端接有阻值为R的电阻,质量为m的金属细杆ab与绝缘轻质弹簧相连静止在导轨上,弹簧劲度系数为k,上端固定,弹簧与导轨平面平行,整个装置处在垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现给杆一沿轨道向下的初速度v0,杆向下运动至速度为零后,再沿轨道平面向上运动达最大速度v1,然后减速为零,再沿轨道平面向下运动……一直往复运动到静止(导轨与金属杆的电阻忽略不计).试求:
(1)细杆获得初速度瞬间,通过R的电流I
(2)当杆速度为v1时离最初静止时位置的距离L1
(3)杆由初速度v0开始运动直到最后静止,电阻R上产生的焦耳热Q
如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以V0=5m/s的速度水平飞出,不计空气阻力(g取10m/s2).求:
(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功Wf
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力
(3)小滑块着地时的速度V的大小