如图甲所示,相距为L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab。
(1)若金属杆ab固定在导轨上的初位置,磁场的磁感应强度在t时间内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的电量q。
(2)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其速度—位移的关系图象如图乙所示(图中所示量为已知量)。求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1。
(3)若ab杆固定在导轨上的初始位置,使匀强磁场保持大小不变绕OO′轴匀速转动。若磁场方向由图示位置开始转过的过程中,电路中产生的焦耳热为Q2. 则磁场转动的角速度ω大小是多少?
如图所示, MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、相对空气折射率为的透明玻璃半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离
。位于轴线上O点左侧
处的点光源S发出一束与OA夹角θ=60°的光线射向半球体,求光线从S传播到达光屏所用的时间。已知光在真空中传播的速度为c。
有两个体积相等的大的玻璃球形容器,用一根细玻璃管相连通,容器内封闭着温度为、压强为
的理想气体.现设法使容器1的温度保持在
,又使容器2的温度保持在
,求经过足够长时间后容器内气体的压强
.(不计容器的容积变化和细玻璃管的体积)
如图所示,在一辆静止的小车上,竖直固定着两端开口、内径均匀的U形管,U形管的竖直部分与水平部分的长度均为l,管内装有水银,两管内水银面距管口均为。现将U形管的左端封闭,并让小车水平向右做匀加速直线运动,运动过程中U形管两管内水银面的高度差恰好为
。已知重力加速度为g,水银的密度为ρ,大气压强为p0=ρgl,环境温度保持不变,求
(ⅰ)左管中封闭气体的压强p;
(ⅱ)小车的加速度a。
一圆柱形气缸,质量M为10 kg,总长度L为40 cm,内有一活塞,质量m为5 kg,截面积S为50 cm2,活塞与气缸壁间摩擦可忽略,但不漏气(不计气缸壁与活塞厚度),当外界大气压强p0为1´105 Pa,温度t0为7°C时,如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来,如图所示,气缸内气体柱的高L1为35 cm,
g取10 m/s2.求:
①此时气缸内气体的压强;
②当温度升高到多少摄氏度时,活塞与气缸将分离.
如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为,大气压强为
。现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直到两管中水银面高度差达到
为止。整个过程中气体温度保持不变,求:
①左端液面下降多少?②活塞下移的距离(结果保留两位有效数字)。