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如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的理想气体,容器横截面积为S,活塞质量为m,大气压强为p,重力加速度为g,活塞处于静止状态.现对容器缓缓加热使容器内的气体温度升高t℃,活塞无摩擦地缓慢向上移动了h,在此过程中气体吸收的热量为Q,问:
①被密封的气体对外界做了多少功?
②被密封的气体内能变化了多少?


 解:①气体做的是等压膨胀,
气体的压强为P=P+
气体对活塞的力为恒力,P=PS,
所以密封的气体对外界做功为W=Fh=PSh=(P+)Sh=(PS+mg)h,
②根据热力学第一定律可得,
△E=W+Q=Q-(PS+mg)h

练习册系列答案
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丹麦物理学家奥斯特发现了______,著名的奥斯特实验是把导线沿南北方向放置在指南针上方,通电时______。

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如图所示,AB两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg,AB与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s,则A的最终速度是         m/s.

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如图所示,在高度差h=0.5 m的平行虚线范围内,有磁感强度B=0.5 T、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场,正方形线框abcd的质量m=0.1 kg、边长L=0.5 m、电阻R=0.5,线框平面与竖直平面平行,静止在位置“I”时,cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F=4.0 N向上提线框,该框由位置“I”无初速度开始向上运动,穿过磁场区,最后到达位置“II”(ab边恰好出磁场),线框平面在运动中保持与磁场方向垂直,且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时,线框恰好开始做匀速运动。g取10 ,求:

(1)线框进入磁场前距磁场下边界的距离H;

(2)线框由位置“I”到位置“II”的过程中,恒力F做的功是多少?线框内产生的热量又是多少?

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如图所示,内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置,横截面积S=5cm2,右侧管上端封闭,左侧管上端开口,内有用细线栓住的活塞.两管中均封入长L=11cm的空气柱A和B,活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强,这时两管内的水银面的高度差h=6cm.环境温度恒定,现将活塞用细线缓慢地向上拉,使两管内水银面相平,则:
①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?
②此过程中空气柱B内的气体对外界做______(填“正功”或“负功”),气体将______(填“吸热”或放热”).

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如图所示,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,匝数为n=50匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动,每匝线圈长为L=25 cm,宽为d=20 cm.线圈每分钟转动1 500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时。

(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式;

(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02 Ω,外接一阻值为13 Ω的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出感应电流i的瞬时值表达式;

(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e′和感应电流i′的瞬时值表达式如何?

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xoy竖直平面内,仅在第一、四象限分布着竖直向上的匀强电场E,第一象限还存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,方向如图所示。在y轴负向A点处有一质量为,电量为的带正电微粒以初速度,垂直y轴射入第四象限内。其中电场强度OA的长为g

(1)微粒将打在x轴的P点,求OP的长

(2)如果带电微粒在P点进入第一象限,刚好与一质量也为m、不带电的微粒碰撞粘合在一起,形成一个新带电微粒,新微粒的质量为2m,电量为q,速度大小变为原来的一半,方向不变,则要使新微粒能再次打到x轴的正半轴上,则磁感应强度B应满足什么条件?

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一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动,如图所示,则关于小球加速度的方向正确的是(    )

A.一定指向圆心

B.一定不指向圆心

C.只有在最高点和最低点时指向圆心

D.不能确定是否指向圆心

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如图所示,用同样材料做成的A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动.已知三物体质量间的关系mA=2mB=3mC,转动半径之间的关系是2rA=2rB=rC, 那么以下说法中正确的是:(    )

A.物体A受到的摩擦力最大     B.物体B受到的摩擦力最小

C.物体C的向心加速度最大    D.转台转速加快时,物体B最先开始滑动

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同步练习册答案