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如图所示,电阻忽略不计的、两根两平行的光滑金属导轨竖直放置,其上端接一阻值为3Ω的定值电阻R。在水平虚线L1、L2间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场B,磁场区域的高度为d=0.5m。导体棒a的质量ma=0.2kg、电阻Ra=3Ω;导体棒b的质量mb=0.1kg、电阻Rb=6Ω,它们分别从图中M、N处同时由静止开始在导轨上无摩擦向下滑动,且都能匀速穿过磁场区域,当b 刚穿出磁场时a正好进入磁场.设重力加速度为g=10m/s2。(不计a、b之间的作用)求:
(1)在整个过程中,a、b两棒克服安培力分别做的功;
(2)M点和N点距L1的高度。
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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,试求:
| 时 间t(s) | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 |
| 下滑距离s(m) | 0 | 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ab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。
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有一匀强磁场区域,区域的上下边界MM'、NN'与水平面平行,磁场的磁感应强度为B,方向如图所示,磁场上下边界的距离为H。一矩形线圈abcd位于竖直平面内,其质量为m,电阻为R,ab边长L1,bd边长L2,且L2<H。现令线框从离磁场区域上边界MM'的距离为h处自由下落, 当cd边已进入磁场,ab边还未进入磁场的某一时刻,线框的速度已到达其完全进入磁场前的最大值,线框下落过程中cd边始终与磁场边界平行。试求:
(1)线框完全进入磁场前速度的最大值;
(2)从线框开始下落到cd边刚刚到达磁场区域下边界NN'的过程中,磁场作用于线框的安培力所做的功;
(3)线框cd边刚穿出磁场区域下边界NN'时线框的加速度。
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如图所示,两根不计电阻的金属导线MN与PQ放在水平面内,MN是直导线,PQ的PQ1段是直导线,Q1Q2段是弧形导线,Q2Q段是直导线,MN、PQ1、Q2Q相互平行,M、P间接入一个阻值R=0.25W的电阻,一根质量为1.0 kg且不计电阻的金属棒AB能在MN、PQ上无摩擦地滑动,金属棒始终垂直于MN,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下,金属棒处于位置(I)时,给金属棒一个向右的速度v1=4 m/s,同时方向水平向右的外力F1=3 N作用在金属棒上使金属棒向右做匀减速直线运动,当金属棒运动到位置(II)时,外力方向不变,大小变为F2,金属棒向右做匀速直线运动,再经过时间t=2 s到达位置(III)。金属棒在位置(I)时,与MN、Q1Q2接触于a、b两点,a、b的间距L1=1 m,金属棒在位置(II)时,棒与MN、Q1Q2接触于c、d两点,已知位置(I)、(II)间距为s1=7.5 m,求:
(1)金属棒从位置(I)运动到位置(II)的过程中,加速度的大小;
(2)c、d两点间的距离L2;
(3)外力F2的大小;
(4)金属棒从位置(II)运动到位置(Ⅲ)的过程中产生的热量Q
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如图所示,绝缘细绳绕过轻滑轮连接着质量为
的正方形导线框和质量为
的物快,导线框的边长为
、电阻为
物快放在光滑水平面上,线框平面竖直且
边水平,其下方存在两个匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为
,方向水平但相反,
区域的高度为
,Ⅱ区域的高度为2
开始时,线框
边距磁场上边界
的高度也为
,各段绳都处于伸直状态,把它们由静止释放,运动中线框平面始终与磁场方向垂直,
始终在水平面上运动,当
边刚穿过两磁场的分解线
进入磁场Ⅱ时,线框做匀速运动。不计滑轮处的摩擦求:
(1)
边刚进入磁场Ⅰ时,线框的速度大小。
(2)
边从
位置运动到
位置过程中,通过线圈导线某横截面的电荷量。
(3)
边从
位置运动到
位置过程中,线圈中产生的焦耳热。
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如图所示,一根电阻为R=18Ω的电阻丝做成一个半径为r=1m的圆形导线框,竖直固定放置在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场垂直于线框平面并且分布在如图所示两竖直虚线范围内。现有一根质量为m=1.0kg,电阻不计的导体棒,自圆形线框ab位置由静止沿线框平面下落,下落过程中始终保持水平并与线框保持良好光滑接触。经过圆心O时棒的加速度
。求:
(1)导体棒经过圆心O时的速度。
(2)若导体棒从ab位置下落到cd位置的过程中,线框中产生的热量Q=0.48J,则导体棒经过cd时的加速度多大?
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如图所示,矩形裸导线框长边的长度为2L,短边的长度为L,在两个短边上均接有电阻R,其余部分电阻不计.导线框一长边与
轴重合,左端的坐标
,线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的磁感应强度为最一光滑导体棒AB与短边平行且接触良好,质量为
,电阻为R。开始时导体棒静止于
处,从
时刻起,导体棒AB在沿
轴正方向的拉力F(大小未知)作用下,以加速度
从
处匀加速运动到
处。
(1)试求导体棒AB从
运动到
过程中通过导体棒的电荷量
。
(2)推导出力F与时间
的关系式.
(3)若整个过程中回路产生的焦耳热为Q,试求拉力F所做总功平均功率
。
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如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一坚直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阴形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出。现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出。求:
(1)圆形磁场的磁感应强度B′。
(2)导体棒的质量M。
(3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热。
(4)粒子从E点到F点所用的时间。
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如图所示,用一根均匀导线做成的矩形导线框abcd放在匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,ab、bc边上跨放着均匀直导线ef,各导线的电阻不可以忽略。当将导线ef从ab附近匀速向右移动到cd附近的过程中( )
A. ef受到的磁场力方向向左
B.ef两端的电压始终不变
C.ef中的电流先变大后变小
D.整个电路的发热功率保持不变
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如甲图所示,光滑的水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线,可以自由移动的矩形导线框abcd靠近长直导线静放在桌面上.当长直导线中的电流按乙图所示的规律变化时(甲图中电流所示的方向为正方向),则( )
A.0~t1时间内,线框内电流方向为
adcba,线框向右运动
B.t1时刻,线框内没有电流,线框静止
C.t1~t2时间内,线框内电流的方向为abcda,线框向左运动
D.在t2时刻,线框内没有电流,线框不受力
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