如图所示,电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1m,PM、QN部分水平放置在绝缘桌面上,半径a=0.9m的光滑金属半圆导轨处在竖直平面内,且分别在M、N处平滑相切, PQ左端与R=2Ω的电阻连接.一质量为m=1kg、电阻r=1Ω的金属棒放在导轨上的PQ处并与两导轨始终垂直.整个装置处于磁感应强度大小B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中,g取10m/s2.求:
(1)若金属棒以v=3m/s速度在水平轨道上向右匀速运动,求该过程中棒受到的安培力大小;
(2)若金属棒恰好能通过轨道最高点CD处,求棒通过CD处时棒两端的电压;
(3)设LPM=LQN=3m,若金属棒从PQ处以3m/s匀速率沿着轨道运动,且棒沿半圆轨道部分运动时,回路中产生随时间按余弦规律变化的感应电流,求棒从PQ运动到CD的过程中,电路中产生的焦耳热.
如图甲所示是一打桩机的简易模型.质量m=1kg的物体在恒定拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深度.物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示.不计所有摩擦,g取10m/s2.求:
(1)物体上升到1m高度处的速度;
(2)物体上升1 m后再经多长时间才撞击钉子(结果可保留根号);
(3)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率.
如图所示,遥控赛车比赛中的一个规定项目是“飞跃壕沟”,比赛要求是:赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在B点飞出后越过“壕沟”,落在平台EF段.已知赛车的额定功率P=12.0W,赛车的质量m=1.0kg,在水平直轨道上受到的阻力f=2.0N,AB段长L=10.0m,B、E两点的高度差h=1.25m,BE的水平距离x=1.5m.赛车车长不计,空气阻力不计.g取10m/s2.
(1)若赛车在水平直轨道上能达到最大速度,求最大速度vm的大小;
(2)要使赛车越过壕沟,求赛车在B点速度至少多大;
(3)若比赛中赛车以额定功率运动,经过A点时速度vA=1m/s,求赛车在A点时加速度大小.
某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块系统的机械能守恒.
(1)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d= mm.
(2)实验前调整气垫导轨底座使之水平,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t,则滑块经过光电门时的速度可表示为 (各物理量均用字母表示).
(3)用天平测出钩码的质量m和滑块的质量M,已知重力加速度为g,本实验还需要测量的物理量是 (文字说明并用相应的字母表示).
(4)本实验验证钩码和滑块系统机械能守恒的表达式为 .
(1)为了测量某一未知电阻Rx的阻值,实验室提供以下器材:电压表(0~3V,内阻约3kΩ)、电流表(0~0.6A,内阻约0. 5Ω)、滑动变阻器(0~15Ω,2A)、电源(E=3V,内阻很小)、开关与导线,某同学设计的实验电路图如图甲所示.
(1)请按甲电路图将图乙中实物连线补齐
(2)图乙中,闭合开关前,应将滑动变阻器P置于 端(选填“a”、“b”)
(3)闭合开关,缓慢调节滑动变阻器,得到多组电压U与电流I的读数,请你根据坐标系中描出的实验数据点画出U-I图线
(4)根据U-I图像求得未知电阻的阻值Rx= Ω(保留两位有效数字);实验测出Rx的测量值 真实值(填“>”、“<”或“=”)
(5)利用现有的器材,为了更准确地测量该电阻的阻值,请你对电表的接法提出建议并说明理由 .
一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,TA=300 K,气体从C→A的过程中做功为100J,同时吸热250J,已知气体的内能与热力学温度成正比.求:
①气体处于C状态时的温度TC;
②气体处于C状态时内能EC.