如图所示,匀强磁场磁感应强度 B=0.2T,磁场宽度 L=0.3m, 一正方形金属框边长 ab=0.1m, 每边电阻R=0.2W,金属框在拉力F作用下以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区,其平面始终保持与磁感线方向垂直.求:
画出金属框穿过磁场区的过程中,金属框内感应电流i和a、b两端电压Uab随时间t的变化图线(规定以adcba为正方向);
金属框穿过磁场区域的过程中,拉力F做的功;
金属框穿过磁场区域的过程中,导线ab上所产生的热量.
如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场。螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为q,两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。
为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向;
当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率;
若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率DB/Dt=k(k>0)。将金属杆ab由静止释放,杆将沿斜面向下运动。求当杆的速度为v时,杆的加速度大小。
如图(a)所示,间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度恒为B不变;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图(b)所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好。
已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量、阻值均未知,区域Ⅱ沿斜面的长度为l,在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰好进入区域Ⅱ,重力加速度为g。求:
区域I内磁场的方向;
通过cd棒中的电流大小和方向;
ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离;
ab棒开始下滑至EF的过程中,回路中产生总的热量。
(结果用B、l、θ、m、R、g表示)
两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置,两导轨间距为L,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
求ab杆下滑的最大速度vm;
ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,电阻R产生的焦耳热为Q,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。
如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L = 1 m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻。质量为m="0.2" kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d =" 4" m,整个装置处于匀强磁场中。磁感应强度B的大小与时间t成正比,磁场的方向垂直导轨平面向上。金属棒ab在沿平行斜面方向的外力F作用下保持静止,当t = 2 s时外力F恰好为零(g =10 m/s2)。求t = 2 s时刻棒的热功率。
两根相距L=0.5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置,他们各有一边在同一水平面上,另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=50g,电阻均为R=1.0Ω,它们与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1.0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时,从某一时刻开始释放cd杆,并且开始计时,cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示(在0~1.0s和2.0~3.0s内,cd做匀变速直线运动)。
求在0~1.0s时间内,回路中感应电流的大小;
求在0~3.0s时间内,ab杆在水平导轨上运动的最大速度;
已知1.0~2.0s内,ab杆做匀加速直线运动,在图丙中画出在0~3.0s内,拉力F随时间变化的图像。(不需要写出计算过程,只需画出图线)
如图甲所示,水平放置足够长的平行金属导轨,左右两端分别接有一个阻值为R的电阻,匀强磁场与导轨平面垂直,质量m =" 0.1" kg、电阻r =的金属棒置于导轨上,与导轨垂直且接触良好。现用一拉力F =(0.3+0.2t)N作用在金属棒上,经过2s后撤去F,再经过0.55s金属棒停止运动。图乙所示为金属棒的v–t图象,g = 10m/s2。求:
金属棒与导轨之间的动摩擦因数;
整个过程中金属棒运动的距离;
从撤去F到金属棒停止的过程中,每个电阻R上产生的焦耳热。
如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L = 1 m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接R=1.5Ω的电阻。质量为m="0.2" kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d =" 4" m,整个装置处于匀强磁场中。磁感应强度B的大小与时间t成正比,磁场的方向垂直导轨平面向上。金属棒ab在沿平行斜面方向的外力F作用下保持静止,当t = 2 s时外力F恰好为零(g =10 m/s2)。求t = 2 s时刻棒的热功率。
如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向左的变化磁场。螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为q,两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。
为使ab杆保持静止,求通过ab的电流的大小和方向;
当ab杆保持静止时,求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率;
若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率DB/Dt=k(k>0)。将金属杆ab由静止释放,杆将沿斜面向下运动。求当杆的速度为v时,杆的加速度大小。
如图所示,质量为m的矩形线框MNPQ,MN边长为a,NP边长为b;MN边电阻为R1,PQ边电阻为R2,线框其余部分电阻不计。现将线框放在光滑绝缘的水平桌面上,PQ边与y轴重合。空间存在一个方向垂直桌面向下的磁场,该磁场的磁感应强度沿y轴方向均匀,沿x轴方向按规律Bx=B0(1-kx)变化,式中B0和k为已知常数且大于零。矩形线框以初速度v0从图示位置向x轴正方向平动。求:
在图示位置时线框中的感应电动势以及感应电流的大小和方向;
线框所受安培力的方向和安培力的表达式;
线框的最大运动距离xm;
若R1=2R2,线框运动到过程中,电阻R1产生的焦耳热。
如图所示,质量为m的导体棒曲垂直放在光滑足够长的U形导轨的底端,导轨宽度和棒长相等且接触良好,导轨平面与水平面成角,整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中.现给导体棒沿导轨向上的初速度v0,经时间t0导体棒到达最高点,然后开始返回,到达底端前已经做匀速运动,速度大小为.已知导体棒的电阻为R,其余电阻不计,重力加速度为g,忽略电路中感应电流之间的相互作用.求:
导体棒从开始运动到返回底端的过程中,回路中产生的电能;
导体棒在底端开始运动时的加速度大小;
导体棒上升的最大高度.
如图,虚线下方有足够大的场强大小E=5.0×103 V/m和上方场强为8mg/3q的匀强电场,方向均水平向右。质量均为m=1.5×10-2kg的A、B小球,其中B球为绝缘小球且不带电,被长为R的绝缘丝线悬挂在O点刚好静止在虚线上, A球带电荷量为qA=+6.0×10-6C,在竖直平面内的以某一初速度v竖直进入电场,运动到B点速度刚好水平,同时与B球发生正碰并立即粘在一起围绕O点做半径为R=0.7m完整的圆周运动,假设甲、乙两球可视为质点,g取10 m/s2。(sin53°=0.8,c0s53°=0.6)
(1)假设初速度v="20m/s" ,试求小球A与B球碰撞前能运动的水平位移的大小和整个过程中电场力对小球做功的最大值。
(2)如果小球刚好能做完整的圆周运动,试求碰撞前A球的最小速度和绳子所受的最大拉力分别多大。
如图20所示,一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈,从h1=5m的高处由静止开始下落,然后进入匀强磁场,当下边进入磁场时,由于磁场力的作用,线圈正好作匀速运动。(g=10m/s2)
求匀强磁场的磁感应强度B。
如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t="0." 15s,求磁场区域的高度h2.
从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内,在线圈中产生的焦耳热是多少?
如图所示,两根平行光滑金属导轨位于水平面内,导轨间距L=20cm,电阻R=1.0 ;一金属杆垂直两轨静止在轨道上,轨道和金属杆的电阻不计,全部装置处于磁感应强度B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场中。现用一外力F沿轨道方向拉金属杆使之做匀加速运动,测得力F与时间t的关系如F-t图象所示,求金属杆的质量和加速度。
试题篮
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