如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。导体棒放在导轨上,与导轨垂直并良好接触。斜面上水平虚线以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的棒恰好静止。当棒运动到磁场的上边界处时,撤去拉力,棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向选滑动,此时b棒已滑离导轨。当棒再次滑回到磁场边界处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知棒、棒和定值电阻的阻值均为棒的质量为,重力加速度为,导轨电阻不计。求
(1)棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,棒中的电流强度,与定值电阻中的电流强度之比.
(2)棒质量;a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力。
如图所示,边长为L=0.20m的正方形金属线框放在光滑、绝缘的水平面上,线框的总电阻为R=1.0Ω.有界匀强磁场方向坚直向下,磁感强度大小为B=0.50T,线框的右边与磁场边界平行.现用一水平外力将线框以的速度匀速拉出磁场区域.求:
(1)线框离开磁场的过程中受到的安培力的大小
(2)将线框完全拉出磁场区域的过程中,线框中产生的焦耳热
如图所示,边长为L、匝数为的正方形金属线框,它的质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间的变化规律为B = kt。求:
(1)线框中的电流强度为多大?
(2)t时刻线框受的安培力多大?
如图所示,水平地面上有一辆小车,车上固定一个竖直光滑绝缘管,管的底部有一质量、电荷量
C的
带正电小球,小球的直径比管的内径略小。
在管口所在水平面的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度
的匀强磁场,
面的上方还存在着竖直向上、场强
=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度
=5T的匀强磁场,现让小车始终保持
=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过磁场的边界
为计时的起点,测得小球在管内运动的这段时间为
=
,
取10/
,不计空气阻力。
(1)求小球进入磁场时的加速度
的大小。
(2)求小球离开管口时的速度的大小。
(3)若小球离开管口后,求该小球离开MN平面的最大距离是多少?
足够长的光滑平行金属导轨和
水平放置,在其左端固定一个倾角为
的光滑金属导轨,导轨相距均为
,在水平导轨和倾斜导轨上,各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、倾斜导轨形成一闭合回路。两金属杆质量均为
、电阻均为
,其余电阻不计,杆
被销钉固定在倾斜导轨某处。
整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为
,方向竖直向上。当用水平向右、大小
的恒力拉杆
,使其达到最大速度时,立即撤销销钉,发现杆
恰好能在原处仍然保持静止。(重力加速度为
)
(1)求杆运动中的最大速度
。
(2)求倾斜导轨的倾角。
(3)若杆加速过程中发生的位移为
,则杆
加速过程中,求杆上产生的热量
。
在火箭发射卫星的开始阶段,火箭与卫星竖直上升的运动可视为匀加速直线运动,加速度大小为,封闭舱内,弹簧测力计上挂着一个质量
的物体,在卫星上升到某高度时,弹簧测力计示数为85N,求此时卫星与地面间的距离(地球半径为
)