11.如图39所示,固定的水平光滑金属导轨,间距为L,左端接有阻值为 R的电阻,处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m的导体棒与固定弹簧相连,放在导轨上,导轨与导体棒的电阻均可忽略.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有水平向右的初速度v0.在沿导轨往复运动的过程中,导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.
(1)求初始时刻导体棒受到的安培力.
(2)若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时,弹簧的弹性势能为Ep,则这一过程中安培力所做的功W1和电阻R上产生的焦耳热Q1分别为多少?
(3)导体棒往复运动,最终将静止于何处?从导体棒
图39
开始运动直到最终静止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q为多少?
(2)若m=0.5kg, L=0.5m, R=0.5;磁感应强度B为多大?
(3)由v―F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
10.水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆如图37所示,金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下. 用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动,当改变拉力的大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v与F的关系如图38所示(取重力加速度g=10m/s2)。
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
9.如图36所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°,下端滑连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′ 以OO′ 为轴向上翻转90º,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为ΔB/Δt=4T/s,求L1的功率。
磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯
L1、L2,两灯的电阻均为R =2Ω,一金属棒MN与金属环接触良
好,棒与环的电阻均忽略不计(1)若棒以v0=5m/s的速率在环
上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′ 的瞬时(如图35所 图35
示)MN中的电动势和流过灯L1的电流。