如图甲所示,空间有Ⅰ区和Ⅲ区两个有理想边界的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向如图所示。两磁场区域之间有宽度为s的无磁场区域Ⅱ。abcd是由均匀电阻丝做成的边长为L(L>s)的正方形线框,每边的电阻为R。线框以垂直磁场边界的速度v水平向右匀速运动,从Ⅰ区经过Ⅱ区完全进入Ⅲ区,线框ab边始终与磁场边界平行。求:
(1)当ab边在Ⅱ区运动时,dc边所受安培力的大小和方向;
(2)线框从完全在Ⅰ区开始到全部进入Ⅲ区的整个运动过程中产生的焦耳热;
(3)请在图乙的坐标图中画出,从ab边刚进入Ⅱ区,到cd边刚进入Ⅲ区的过程中,
d、a两点间的电势差Uda随时间t变化的图线。其中E0 = BLv。
宇宙飞船中的宇航员需要在航天之前进行多种训练,其中图5-7-6是离心试验器的原理图.可以用此试验研究过荷对人体的影响,测量人体的抗荷能力.离心试验器转动时,被测者做匀速圆周运动.现观测到图中的直线AB(线AB与舱底垂直)与水平杆成30°角,则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍?
图5-7-6
如图5-7-4所示,在水平固定的光滑平板上,有一质量为m的质点P与穿过中央小孔O的轻绳一端相连着,平板与小孔都是光滑的,用手拉着绳子下端,使质点做半径为A、角速度为ω0的匀速圆周运动.若绳子突然放松至某一长度B而立即被拉紧,质点就能在半径为B的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径A到半径B所需的时间及质点在半径为B的圆周上运动的角速度.
图5-7-4
瓦特节速器上有装有重球的两根棒,每根棒长20 cm(棒的重力不计),设机器在运转时,棒与竖直转动轴AB之间的夹角为60°,如图5-7-9所示.求此节速器的转速为多少.(g取10 m/s2)
图5-7-9
如图5-7-7所示,两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮水平放置,半径Ra=2Rb.当主动轮a匀速转动时,在a轮边缘放置的小木块恰能与a保持相对静止.若将小木块放在b轮上,欲使它相对b轮也静止,则此时木块与b轮转轴的最大距离是多少?
图5-7-7
如图5-7-12所示,一个小球在内壁光滑的圆锥筒内做水平面内的匀速圆周运动,圆锥固定不动,轴线垂直于水平面.当小球的速率为1 m/s时,求小球到锥顶水平面的高度.如果小球的速率增大,这个高度是增加还是减小?说明理由.(θ=30°,取g="10" m/s2)
图5-7-12