如图所示,一个矩形线圈的ab、cd边长为L1,ad、bc边长为L2,线圈的匝数为N,线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中,并以OO/为中轴做匀速圆周运动,(OO/与磁场方向垂直,线圈电阻不计),线圈转动的角速度为ω,设转动从中性面开始计时,请回答下列问题:
(1)请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。
(2)将线圈产生的交流电通入电阻为R的电动机时,形成的电流有效值为I,请计算该电动机的输出的机械功率(其它损耗不计)。
(3)用此电动机将竖直固定的光滑U型金属框架上的水平导体棒EF从静止向上拉,已知导体棒的质量为m,U型金属框架宽为L且足够长,内有垂直向里的匀强磁场,磁感应强度为B0,导体棒上升高度为h时,经历的时间为t,且此时导体棒刚开始匀速上升,棒有效电阻为R0,金属框架的总电阻不计,棒与金属框架接触良好,请计算:
①导体棒匀速上升时的速度和已知量的关系。
②若t时刻导体棒的速度为v0,求t时间内导体棒与金属框架产生的焦耳热。
在我国东北寒冷的冬季,狗拉雪橇是人们出行的常见交通工具,如图所示.一质量为30kg的小孩坐在10.6kg的钢制滑板的雪橇上,狗用与水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇,雪橇与冰道间的动摩擦因数为0.02,求:狗要用多大的力才能够拉雪橇匀速前进?(sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,g = 10m/s2)
如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从O点以速度v0垂直电场方向进入电场,从A点出电场进入磁场离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,已知d、v0(带电粒子重力不计),求:
(1)粒子从C点穿出磁场时的速度大小v.
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B.
在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示,一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R=1.8 m,OA连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ=37°.今有一质量m=3.6×10-4 kg,电荷量q=+9.0×10-4C的带电小球(可视为质点),以v0="4.0" m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,小球离开C点后做匀速直线运动.已知重力加速度g="10" m
/s2,sin 37°=0.6,不计空气阻力,求:
(1)匀强电场的场强E.
(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力.
光滑导轨MN, 竖直放置在垂直于纸面向里的匀强磁场中,已知导轨宽L=0.5m,磁感应强度B=0.2T.有阻值为0.5Ω的导体棒AB紧挨导轨,沿着导轨由静止开始下落,如图所示,设串联在导轨中的电阻R阻值为2Ω,其他部分的电阻及接触电阻均不计.问:
(1)导体棒AB在下落过程中,产生的感应电流的方向和AB棒受到的磁场力的方向.
(2)当导体棒AB的速度为5m/s(设并未达到最大速度)时,其感应电动势和感应电流的大小各是多少?