柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成,气缸与活塞间有柴油与空气的混合物,在重锤与桩碰撞的过程中,通过压缩使混合物燃烧,产生高温高压气体,从而使桩向下运动,锤向上运动,现把柴油打桩机和打桩过程简化如下:
柴油打桩机重锤的质量为m,锤在桩帽以上高度为h处(如图16-3-12a)从静止开始沿竖直轨道自由落下,打在质量为M(包括桩帽)的钢筋混凝土桩子上.同时,柴油燃烧,产生猛烈推力,锤和桩分离,这一过程的时间极短.随后,桩在泥土中向下移动一距离l.已知锤反跳后到达最高点时,锤与已停下的桩帽之间的距离也为h(如图16-3-12b).已知m=1.0×103 kg,M=2.0×103 kg,h="2.0" m,l="0.20" m,重力加速度g取10 m/s2,混合物的质量不计.设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力,求此力的大小.
图16-3-12
如图所示,均匀导体制成的圆环直径上固定一金属细棒ab,圆心O处为一转轴,匀强磁场边界cd通过圆心,已知磁感强度B=0.2T,Oa=0.1m,圆环全长电阻为0.4Ω,直棒电阻为0.1Ω,圆环以角速度ω=100rad/s绕O轴逆时针匀速转动,求:
(1)当aO进入磁场后产生感应电动势的大小?
(2)当aO进入磁场后通过bO电流的大小和方向?
导体棒OA垂直磁感线放置,如图所示,已知匀强磁场的磁感强度为B(T),OA长为L(m),OA棒绕O点匀速转动,转速为n(r/s),推导OA棒在匀速转动中的感应电动势
图是最早的简易发电机──法拉第圆盘发电机.A为铜盘,OO'为转轴,磁感线穿过圆盘,圆盘在动力机带动下匀速转动时,轴与盘的边缘间产生电势差.若已知铜盘直径D=10cm,匀强磁场磁感强度B=1.0T,盘转速n="1800" r/min,计算盘转动时,发电机的感应电动势E的值.
如图所示,一根粗金属棒MN固定放置,它的M一端连一个定值电阻R,定值电阻的另一端连接在金属轴O上.另外一根长为l的金属棒ab,a端与轴O相连,b端与MN棒上的一点接触,此时ab与MN间的夹角为45°角,如图所示.空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感强度大小为B.现使ab棒以O为轴逆时针匀速转动一周,转动角速度大小为ω,转动过程中凡能与MN棒接触的都接触良好,两金属棒的电阻都可忽略不计.
(1)写出电阻R中有电流存在的时间.
(2)写出这段时间内感应电流i随时间t变化的关系式.
(3)求出这段时间内流过电阻R的总电量.
如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,两根金属杆OM、ON在O点相接,夹角为120°。金属棒AC与两金属杆接触,接触点是E、F,△OEF是等腰三角形,EO=L。金属杆、金属棒单位长度的电阻都是K,现让AC以加速度a从静止开始垂直于AC向左运动,求回路中电功率的最大值。(已知磁场方向垂直△OEF所在平面)。