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如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻.导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场.现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止.当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨.当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动.已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计.求
(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度I
a
,与定值电阻R中的电流强度I
R
之比;
(2)a棒质量m
a
;
(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F.
如图甲所示,bacd为导体做成的框架,其平面与水平面成θ角,质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好,回路的电阻为R,整个装置放于垂直框架平面的变化磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示,PQ能够始终保持静止.试画出0~t
2
时间内PQ受到的安培力F随时间变化的图象(取沿斜面向上为正方向).
t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示,其磁感应强度的大小均为B
,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反,每个同向磁场区域的宽度均为L
,整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.若在磁场所在区间内放置一由n匝线圈组成的矩形线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=L
B
、ab=L,L
B
略大于L
,总电阻为R,线框始终保持静止.求:
(1)线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小;
(2)线框所受安培力的大小和方向.
如图所示,磁场的方向垂直于xy平面向里.磁感强度B沿y方向没有变化,沿x方向均匀增加,每经过1cm增加量为1.0×10
-4
T,即
=1.0×10
-4
T/cm.有一个长L=20cm,宽h=10cm的不变形的矩形金属线圈,以v=20cm/s的速度沿x方向运动.问:
(1)线圈中感应电动势E是多少?
(2)如果线圈电阻R=0.02Ω,线圈消耗的电功率是多少?
(3)为保持线圈的匀速运动,需要多大外力?机械功率是多少?
如图所示,位于水平面内间距为L的光滑平行导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨所在平面向里,导轨左端用导线相连,一质量为m、长为L的直导体棒两端放在导轨上,并与之密接.已知导轨单位长度的电阻为r,导线和导体棒的电阻均忽略不计.从t=0时刻起,导体棒在平行于导轨的拉力作用下,从导轨最左端由静止做加速度为a的匀加速运动,求:
(1)t时刻导体棒中的电流I和此时回路的电功率P;
(2)t时间内拉力做的功及回路产生的热量.
半径为a的圆环电阻不计,放置在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,环内有一导体棒电阻为r,可以绕环匀速转动,将电阻R、开关S连接在环和棒的O端,将电容器极板水平放置,并联在R和开关S两端,如图所示.
(1)开关S断开,极板间有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子恰好静止,试判断OM的转动方向和角速度的大小.
(2)当S闭合时,该带电粒子以
g的加速度向下运动,则R是r的几倍?
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.40Ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.30Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,其下滑距离与时间的关系如下表所示,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s
2
.试求
时间t(s)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
下滑距离s(m)
0.1
0.3
0.7
1.4
2.1
2.8
3.5
(1)当t=0.7s时,重力对金属棒qb做功的功率;
(2)金属棒ab在开始运动的0.7s内,电阻R上产生的热量;
(3)从开始运动到t=0.4s的时间内,通过金属棒ab的电量.
如图1所示,两根足够长平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为α,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,电阻为r.导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度大小为B.金属导轨的上端与开关S、定值电阻R
1
和电阻箱R
2
相连,且R
1
=3r.不计一切摩擦,不计导轨的电阻,重力加速度为g.现在闭合开关S,将金属棒由静止释放.
(1)若电阻箱R
2
接入电路的阻值为0,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R
1
上产生的焦耳热
.;
(2)当B=0.40T,L=0.50m,α=37°时,金属棒能达到的最大速度v
m
随电阻箱R
2
阻值的变化关系如图2所示,求金属棒的电阻r和质量m.(取g=10m/s
2
,sin37°=0.60,cos37°=0.80)
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角.完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止.取g=10m/s
2
,问:
(1)通过cd棒的电流I是多少,方向如何?
(2)棒ab受到的力F多大?
(3)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?
如图甲所示,水平虚面PQ上方两侧有对称的范围足够大的匀强磁场,磁场方向分别水平向左和水平向右,磁感应强度大小均为B
=2T.用金属条制成的闭合正方形框aa'b'b边长L=0.5m,质量m=0.3kg,电阻R=1Ω.现让金属框平面水平,aa'边、bb'边分别位于左、右两边的磁场中,且与磁场方向垂直,金属框由静止开始下落,其平面在下落过程中始终保持水平,当金属框下落至PQ前的瞬间,加速度恰好为零.以金属框下落至PQ为计时起点,PQ下方加一范围足够大的竖直向下的磁场,磁感应强度B与时间t之间的关系图象如图乙所示.不计空气阻力及金属框的形变,g取10m/s
2
,求:
(1)金属框经过PQ位置时的速度大小.
(2)金属框越过PQ后2s内下落的距离.
(3)金属框越过PQ后2s内产生的焦耳热.
0
68381
68389
68395
68399
68405
68407
68411
68417
68419
68425
68431
68435
68437
68441
68447
68449
68455
68459
68461
68465
68467
68471
68473
68475
68476
68477
68479
68480
68481
68483
68485
68489
68491
68495
68497
68501
68507
68509
68515
68519
68521
68525
68531
68537
68539
68545
68549
68551
68557
68561
68567
68575
176998
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