一同学住在23层高楼的顶楼。他想研究一下电梯上升的运动过程。某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上,电梯从第l层开始启动,一直运动到第23层才停下。在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示。
| 时间/s |
台秤示数/N |
| 电梯启动前 |
50.0 |
| 0~30 |
58.0 |
| 3.0~13.0 |
50.0 |
| 13.0~19.0 |
46.0 |
| 19.0以后 |
50.0 |
根据表格中的数据(g=l0m/s
),求:
(1)电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小;
(2)电梯在中间阶段上升的速度大小;
(3)该楼房平均每层楼的高度.
如图12-3-15所示,有一磁感应强度为B=0.40T的匀强磁场,其磁感线垂直地穿过半径
的金属环,OA是一根金属棒,它贴着圆环沿顺时针方向绕O点匀速转动,OA棒的电阻
,电路上三只电阻
,圆环与其他导线的电阻不计,当电阻
消耗的电功率为
时,OA棒的角速度多大?
固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd各边长为l,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边电阻可忽略的铜线,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.现有一段与ab完全相同的电阻丝PQ架在导线框上(如图12-3-14所示),以恒定速度
从ad滑向bc,当PQ滑到距离ad多少时,通过PQ段电阻丝的电流最小?最小电流为多少?方向如何?
水平向上足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值为R的电阻连接;导轨上放一质量为m的金属杆(如图12-2-21所示),金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力大小时,相对应的匀速运动速度
也会变化,
和F的关系如图12-2-22所示.(取重力加速度
)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若
,
,
;磁感应强度B为多大?
(3)由
-F图线的截距可求得什么物理量?其值为多少?
如图12-2-20所示,MN和PQ是固定在水平面内间距L=0.2m的平行金属导轨,轨道的电阻忽略不计.金属杆ab垂直放置在轨道上.两轨道间连接有阻值为
的电阻,ab杆的电阻
.ab杆与导轨接触良好并不计摩擦,整个装置放置在磁感应强度为
的匀强磁场中,磁场方向垂直轨道平面向下.对ab杆施加一水平向右的拉力,使之以
速度在金属轨道上向右匀速运动.求:
(1)通过电阻
的电流;
(2)对ab杆施加的水平向右的拉力大小;
(3)ab杆两端的电势差.
如图12-2-19(1)所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为
的绝缘斜面上,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,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由b向a方向看到的装置如图12-2-19(2)所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑的过程中,当ab杆的速度大小为
时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.