超导体现象是20世纪人类重大发现之一,目前我国已研制出世界传输电流最大的高温超导电缆并成功示范运行。
(1)超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零,这种性质可以通过实验研究。将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中,磁感线垂直于圆环平面向上,逐渐降低温度使环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场,若此后环中的电流不随时间变化,则表明其电阻为零。请指出自上往下看环中电流方向,并说明理由。
(2)为探究该圆环在超导状态的电阻率上限,研究人员测得撤去磁场后环中电流为I,并经一年以上的时间t未检测出电流变化。实际上仪器只能检测出大于
的电流变化,其中
I,当电流的变化小于
时,仪器检测不出电流的变化,研究人员便认为电流没有变化。设环的横截面积为S,环中定向移动电子的平均速率为v,电子质量为m、电荷量为e。试用上述给出的各物理量,推导出
的表达式。
(3)若仍试用上述测量仪器,实验持续时间依旧为t,为使实验获得的该圆环在超导状态的电阻率上限的准确程度更高,请提出你的建议,并简要说明实现方法。
图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=" 37°," C、D两端相距4.45m , B、C相距很近.水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动.将质量为10 kg的一袋大米放在A 端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.试求:
若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.
若要米袋能被送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值范围.
为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。
我国公安部门规定:高速公路上行驶汽车的安全距离为200m,汽车行驶的最高速度为
120km/h.请你根据下面提供的资料,通过计算来说明安全距离为200m的理论依据。(取g=10 m/s2。)
资料一:驾驶员的反应时间:0.3s—0.6s之间。
资料二:各种路面与轮胎之间的动摩擦因数:在计算中驾驶员的反应时间、路面与轮胎之间的动摩擦因数应各取多少?
通过你的计算来说明200m为必要的安全距离。
不计重力的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一质量m=3kg、中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角的力F拉住,使整个装置处于静止状态,如图所示。已知斜面倾角α=37°不计一切摩擦,求拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的
大小。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
两束平行的细激光束,垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上,如图所示.已知其中一条光线沿直线穿过玻璃,它的入射点是O;另一条光线的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R,OA=,OP=
R.求玻璃材料的折射率. 、
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态,现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,重力加速度为g,问:物块B刚要离开C时,弹簧形变量为多少?
物块B刚要离开C时,物块A的加速度多大?
从开始到物块B刚要离开C时的过程中,物块A的位移多大?