如图所示,两气缸粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;的直径为的2倍,上端封闭,上端与大气连通;两气缸除顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞,活塞下方充有氮气,活塞上方充有氧气;当大气压为,外界和气缸内气体温度均为7且平衡时,活塞离气缸顶的距离是气缸高度的,活塞在气缸的正中央。
(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞上升,当活塞上升的距离是气缸高度的时,求氧气的压强。
如图所示,在平面内有一扇形金属框
,其半径为
,
边与
轴重合,
边与
轴重合,且
为坐标原点,
边与
边的电阻不计,圆弧
上单位长度的电阻为
。金属杆MN长度为L,放在金属框
上,MN与
边紧邻,金属杆ac长度的电阻为R0。磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。现对MN杆施加一个外力(图中未画出),使之以C点为轴顺时针匀速转动,角速度为
。求:
(1)在MN杆运动过程中,通过杆的电流I与转过的角度间的关系;
(2)整个电路消耗电功率的最小值是多少?
如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040m2,小灯泡的电阻R=9.0Ω,磁场的磁感应强度按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达 式为,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值;
(2)小灯泡消耗的电功率;
(3)在磁感应强度变化的的时间内,通过小灯泡的电荷量.
如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω.求:
(1)转动过程中感应电动势的最大值.
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势.
(3)由图示位置转过90°角的过程中产生的平均感应电动势.
(4)交变电压表的示数.
如图所示,导体框架的平行导轨间距d=1m,框架平面与水平面夹角θ=300,匀强磁场方向垂直框架平面向上,且B=0.2T,导体棒ab的质量m=0.2kg,电阻不计,水平跨在导轨上,且可无摩擦滑动,定值电阻的阻值R=0.1(g取10m/s2)求:
⑴ab下滑的最大速度;
⑵以最大速度下滑时,电阻R的热功率。
两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、M′处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C.长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中.ab在外力作用下向右以速度v匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为x的过程中.求:
(1) 整个回路中产生的焦耳热;
(2)电容器所带的电荷量q.