如图所示,一光滑金属直角形导轨aOb竖直放置,Ob边水平。导轨单位长度的电阻为ρ,电阻可忽略不计的金属杆cd搭在导轨上,接触点为M、N。t = 0时,MO = NO = L,B为一匀强磁场,方向垂直纸面向外。(磁场范围足够大,杆与导轨始终接触良好,不计接触电阻)
(1)若使金属杆cd以速率v1匀速运动,且速度始终垂直于杆向下,求金属杆所受到的安培力随时间变化的表达式;
(2)若保证金属杆接触点M不动,N以速度v2向右匀速运动,求电路中电流随时间的表达式;
(3)在(1)问的基础上,已知杆的质量为m,重力加速度g,则求t时刻外力F的瞬时功率。
两个带电小球A、B(可视为质点)通过绝缘的不可伸长的轻绳相连,若将轻绳的某点O固定在天花板上,平衡时两个小球的连线恰好水平,且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°,如图甲所示。若将轻绳跨接在竖直方向的光滑定滑轮(滑轮大小可不计)两端,调节两球的位置能够重新平衡,如图乙所示,求:
甲 乙
(1)两个小球的质量之比;
(2)图乙状态,滑轮两端的绳长O′A、O′B之比。
某同学利用图示装置,验证以下两个规律:
①两物块通过不可伸长的细绳相连接,沿绳分速度相等;
②系统机械能守恒。
P、Q、R是三个完全相同的物块,P、Q用细绳连接,放在水平气垫桌上。物块R与轻质滑轮连接,放在正中间,a、b、c是三个光电门,调整三个光电门的位置,能实现同时遮光,整个装置无初速度释放。
(1)为了能完成实验目的,除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外,还必需测量的物理量有__________;
A.P、Q、R的质量M
B.两个定滑轮的距离d
C.R的遮光片到c的距离H
D.遮光片的宽度x
(2)根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等,验证表达式为_______________;
(3)若要验证物块R与物块P的沿绳分速度相等,则验证表达式为_______________;
(4)若已知当地重力加速度g,则验证系统机械能守恒的表达式为_______________。
某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值,设计了如图甲所示的电路,其中R0为电阻箱,Rx为金属热电阻,电压表可看做理想电表,电源使用的是稳压学生电源,实验步骤如下:
①按照电路图连接好电路
②记录当前温度t
③将单刀双掷开关S与1闭合,记录电压表读数U,电阻箱阻值R1
④将单刀双掷开关S与2闭合,调节变阻箱使电压表读数仍为U,记录电阻箱阻值R2
⑤改变温度,重复② ~ ④的步骤
(1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为:Rx = __________,根据测量数据画出其电阻R随温度t变化的关系如图乙所示;
(2)若调节电阻箱阻值,使R0 = 120 Ω,则可判断,当环境温度为_______时,金属热电阻消耗的功率最大。
一半径为R的圆柱形区域内存在垂直于端面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,其边缘放置一特殊材料制成的圆柱面光屏。一粒子源处在光屏狭缝S处,能向磁场内各个方向发射相同速率的同种粒子,粒子的比荷为,不计重力及粒子间的相互作用。以下判断正确的是
A.若荧光屏上各个部位均有光点,粒子的速率应满足
B.若仅光屏上有粒子打上,粒子的速率应满足
C.若仅光屏上有粒子打上,粒子的速率应满足
D.若仅光屏上有粒子打上,粒子的速率应满足
如图所示,一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处,B为轨道最高点,C、D为圆的水平直径两端点。轻质弹簧的一端固定在圆心O点,另一端与小球栓接,已知弹簧的劲度系数为,原长为L = 2R,弹簧始终处于弹性限度内,若给小球一水平初速度v0,已知重力加速度为g,则
A.无论v0多大,小球均不会离开圆轨道
B.若在则小球会在B、D间脱离圆轨道
C.只要,小球就能做完整的圆周运动
D.只要小球能做完整圆周运动,则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v0无关