42.(选做题)如下图,导体棒ab质量100g,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm的光滑水平导轨良好接触.导轨上还放有质量200g的另一导体棒cd.整个装置处于竖直向上的B=0.2T的匀强磁场中,现将ab棒拉起0.8m高后无初速释放.当ab第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m高,试:
41.如图a,矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,匝数n,面积S,磁感应强度B,角速度ω都已知。(1)试根据图b推导出从中性面开始计时电动势瞬时值的表达式;(2)若线圈的面积1×102 cm2,共100匝。处在B=0.5T的匀强磁场中,以200rad/s的角速度匀速转动,已知线圈电阻为1Ω,外接电阻为9Ω,那么:
(1)K合上后以图示位置为计时零点,写出电流的表达式。
(2)求线圈从中性面开始转过120°角的过程中,通过线圈导线截面的电量。
(3)K合上后电阻R上消耗的功率是多少?
40.水平放置的金属框架abcd,宽度为0.5m,匀强磁场与框架平面成30°角,如图所示,磁感应强度为0.5T,框架电阻不计,金属杆MN置于框架上可以无摩擦地滑动,MN的质量0.05kg,电阻0.2Ω,试求当MN的水平速度为多大时,它对框架的压力恰为零,此时水平拉力应为多大?
39.两根金属导轨平行放置在倾角为θ=300的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg ,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑。如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s,求此过程中电阻中产生的热量?
38.如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽l=0.5 m,框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度B=1 T,方向与框面垂直,金属棒MN的质量为100 g,电阻为1 Ω.现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C,求此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g=10 m/s2)
(1)分别求出当ab边刚进入中央无磁场区II和刚进入磁场区III时,通过ab边的电流的大小和方向;
(2)把金属框从区域I完全拉入区域III过程中拉力所做的功。