题目列表(包括答案和解析)
如图16所示,A、B、C是三个完全相同的物块,质量均为m,其中物块A、B用轻弹簧相连,将它们竖直放在水平地面上处于静止状态,此时弹簧的压缩量为x0。已知重力加速度为g,物块的厚度及空气阻力均可忽略不计,且在下面所述的各过程中弹簧形变始终在弹性限度内。
(1)若用力将物块A竖直向上缓慢提起,使物块B恰好能离开水平地面,求此过程中物块A被提起的高度。
(2)如果使物块C从距物块A高3x0处自由落下,C与A相碰后,立即与A粘在一起不再分开,它们运动到最低点后又向上弹起,物块A刚好能回到使弹簧恢复为原长的位置。求C与A相碰前弹簧的弹性势能大小。
(3)如果将物块C从距物块A上方某处由静止释放, C与A相碰后立即一起向下运动但并不粘连。此后物块A、C在弹起过程中分离,其中物块C运动到最高点时被某装置接收,而物块A刚好能在物块B不离开地面的情况下做简谐运动。求物块C的释放位置与接收位置间的距离。
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如图4所示,厚度为h,宽度为d的导体放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中.当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A′间会产生电势差.这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为U=k
,式中的比例系数k称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:
外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧面之间会形成稳定的电势差.设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e,回答下列问题:
(1)达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势和下侧面A′的电势哪个高?
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为多少.
(3)当导体板上下两侧面之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为多少.
(4)由静电力和洛伦兹力平衡条件,证明霍尔系数为k=
,其中n代表导体板的单位体积中电子的个
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