如图所示是测量通电螺线管内部磁感应强度及其与电流关系的实验装置。将截面积为、匝数为的小试测线圈置于螺线管中间,试测线圈平面与螺线管的轴线垂直,可认为穿过该试测线圈的磁场均匀。将试测线圈引线的两端与冲击电流计相连。拨动双刀双掷换向开关,改变通入螺线管的电流方向,而不改变电流大小,在中产生的感应电流引起的指针偏转。
(1)将开关合到位置1,待螺线管中的电流稳定后,再将从位置1拨到位置2,测得的最大偏转距离为,已知冲击电流计的磁通灵敏度为,=,式中为单匝试测线圈磁通量的变化量。则试测线圈所在处磁感应强度=;若将从位置1拨到位置2的过程所用的时间为,则试测线圈中产生的平均感应电动势=。
(2)调节可变电阻,多次改变电流并拨动,得到中电流和磁感应强度的数据,见右表。由此可得,螺线管内部在感应强度和电流的关系为= 。
实验次数 |
||
1 |
0.5 |
0.62 |
2 |
1.0 |
1.25 |
3 |
1.5 |
1.88 |
4 |
2.0 |
2.51 |
5 |
2.5 |
3.12 |
(3)(多选题)为了减小实验误差,提高测量的准确性,可采取的措施有()
A. |
适当增加试测线圈的匝数 |
B. |
适当增大试测线圈的横截面积 |
C. |
适当增大可变电阻的阻值 |
D. |
适当拨长拨动开关的时间 |
如图12-2-28所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度ω做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在金属环转过30°角的过程中,环中产生的感应电动势是多大?
图12-2-28
如图所示,
为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨,间距为
,处在竖直向下、磁感应强度大小为
的匀强磁场中.一导体杆
垂直于
放在导轨上,在外力作用下向左做匀速直线运动.质量为
、每边电阻均为
、边长为
2的正方形金属框
置于竖直平面内,两顶点
通过细导线与导轨相连,磁感应强度大小为
的匀强磁场垂直金属框向里,金属框恰好处于静止状态.不计其余电阻和细导线对
点的作用力.
(1)通过
边的电流
是多大?
(2)导体杆
的运动速度
是多大?
如图17所示,一半径为r的圆形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面,导线框的左端通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离为d,板长为l.t=0时,磁场的磁感应强度B从B0开始均匀增大,同时,在板2的左端且非常靠近板2的位置有一质量为m、带电荷量为-q的液滴以初速度v0水平向右射入两板间,该液滴可视为质点.
图17
(1)要使该液滴能从两板间射出,磁感应强度随时间的变化率K应满足什么条件?
(2)要使该液滴能从两板间右端的中点射出,磁感应强度B与时间t应满足什么关系?
如图16,电阻不计的光滑U形导轨水平放置,导轨间距d="0.5" m,导轨一端接有R="4.0" Ω的电阻.有一质量m="0.1" kg、电阻r="1.0" Ω的金属棒ab与导轨垂直放置.整个装置处在竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B="0.2" T.现用水平力垂直拉动金属棒ab,使它以v="10" m/s 的速度向右做匀速运动.设导轨足够长.
图16
(1)求金属棒ab两端的电压;
(2)若某时刻撤去外力,从撤去外力到金属棒停止运动,求电阻R产生的热量.
如图15所示,电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置,MO间接有阻值为R的电阻,导轨相距为d,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.质量为m、电阻为R的导体棒CD垂直于导轨放置,并接触良好.用平行于MN的恒力F向右拉动CD,CD受恒定的摩擦阻力Ff.已知F > Ff,求:
图15
(1)CD运动的最大速度是多少?
(2)当CD达到最大速度后,电阻R消耗的电功率是多少?
(3)当CD的速度是最大速度的13时,CD的加速度是多少?