如图所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接置于水平的气垫导轨上,用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧。两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动。突然轻绳断开。当弹簧伸至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为0。求:绳断开到第一次恢复自然长度的过程中弹簧释放的弹性势能Ep;
如图所示,一矩形线圈面积为400、匝数为100匝,绕线圈的中心轴
以角速度
匀速转动,匀强磁场磁感强度为
T,转动轴与磁感线垂直。线圈电阻为1Ω,
=3Ω,
=6Ω,
=12Ω,其余电阻不计,电键S断开。当线圈转到线圈平面与磁感线平行时,所受磁场力的力矩为16N·m,求:
(1)线圈转动的角速度ω。
(2)感应电动势的最大值。
(3)电键S闭合后,线圈的输出功率。
如图所示为足够长的光滑斜面导轨MM'和NN',斜面的倾角θ=30°,导轨相距为d,上端M和N用导线相连,并处于垂直斜面向上的均匀磁场中,磁场的磁感强度的大小随时间t的变化规律为=kt,其中k为常数。质量为m的金属棒ab垂直导轨放在M、N附近,从静止开始下滑,通过的路程为L时,速度恰好达到最大,此时磁场的磁感强度的大小为
.设金属棒的电阻为R,导轨和导线的电阻不计。求:
(1)金属棒达到的最大速度.
(2)金属棒从静止开始下滑L的过程中所产生的热量。
如图,半径为R的金属圆环,处于磁感强度为B,方向垂直于环平面的匀强磁场中,一根金属杆ab在圆环上沿圆环平面在拉力的作用下以速度v匀速向右运动。设金属圆环和杆的单位长度的电阻均为,当ab滑至图示位置时,求拉力的瞬时功率P=?
一个边长L=0.5m的正方形金属框abcd,质量m=0.1kg,整个回路的电阻R=0.5,放在倾角为30°的光滑不导电的斜面上,斜面上有一段宽L=0.5m的匀强磁场,B=0.5T,方向垂直于斜面`向上,金属框由静止开始下滑,沿斜面下滑了一段距离
后进入磁场区,如图所示,求:
(1)金属框进入磁场区域时可能作什么运动?为什么?
(2)欲使线框匀速穿过磁场区域,金属框应从何处下滑?(即=?)
(3)在(2)的情况下,金属框穿过磁场过程中产生多少热量?
如图所示,abcde和a'b'c'd'e'为两平行的光滑导轨,其中abcd和a'b'c'd'部分为处于水平面内的直轨,ab、a'b'的间距为cd、c'd'间距的2倍;de和d'e'部分为与直轨相切的、半径均为R的半圆形轨道,处于竖直平面内.直轨部分处于竖直向上的匀强磁场中,弯轨部分处于匀强磁场外.在靠近aa'和cc'处放有两根金属棒MN、PQ,质量分别为2m和m.为使棒PQ能沿导轨运动并通过半圆形轨道的最高点ee',在初始位置必须至少给棒MN以多大的冲量?
(设两段水平直轨均足够长,棒PQ出磁场时MN仍在宽轨道上运动)