如图所示,N匝矩形导线框以角速度绕对称轴匀速转动,线框面积为S,线框电阻、电感均不计,在左侧有磁感应强度为B的匀强磁场,外电路接有电阻R,理想电流表A,则:( )
A.从图示时刻起,线框产生的瞬时电动势为
B.交流电流表的示数
C.R两端电压的有效值
D.一个周期内R的发热量
甲、乙两辆汽车沿同一方向做直线运动,两车在某一时刻刚好经过同一位置,此时甲的速度为5m/s,乙的速度为10m/s,甲车的加速度大小恒为1.2m/s2以此时作为计时起点,它们的速度随时间变化的关系如图所示,根据以上条件可知( )
A.乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
B.在前4s的时间内,甲车运动位移为29.6 m
C.在时,甲车追上乙车
D.在时,乙车又回到起始位置
如图所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为、、、.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则
A.直线a位于某一等势面内,
B.直线c位于某一等势面内,
C.若电子有M点运动到Q点,电场力做正功
D.若电子有P点运动到Q点,电场力做负功
已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的( )
A.波长 B.频率 C.能量 D.动量
导线中带电粒子的定向移动形成电流,电流可以从宏观和微观两个角度来认识。
(1)一段通电直导线的横截面积为S,单位体积的带电粒子数为n,到西安中每个带电粒子定向移动的速率为v,粒子的电荷量为q,并认为做定向运动的电荷是正电荷。
a.试推导出电流的微观表达式;
b.如图所示,电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和,在宏观上表现为导线所受的安培力。按照这个思路,请你尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。
(2)经典物理学认为金属导体总恒定电场形成稳恒电流。金属导体中的自由电子在电场力的作用下,定向运动形成电流。自由电子在定向运动的过程中,不断地与金属离子发生碰撞。碰撞后自由电子定向运动的速度变为零,将能量转移给金属离子,使得金属离子的热运动更加剧烈。自由电子定向运动过程中,频繁地与金属离子碰撞产生了焦耳热。某金属直导线电阻为R,通过的电流为I。请从宏观和微观相联系的角度,推导在时间t内导线中产生的焦耳热为(需要的物理量可自设)。
2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并.已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G.
(1)两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍.利用所学知识,求此次合并所释放的能量.
(2)黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在.假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体.
a.因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在.天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动.由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞.利用所学知识求此黑洞的质量M;
b.严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在.我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零).请你利用所学知识,推测质量为M′的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?