如图所示,两根平行金属导轨相距L,上端接有直流电源,电源电动势为E,内阻为r,导轨的倾斜部分与水平面成θ角,水平部分右端与阻值为R的电阻相连。倾斜部分存在垂直斜面向上的匀强磁场,水平部分存在垂直水平面向下的匀强磁场,两部分磁场的磁感应强度大小相等。倾斜导轨与水平导轨光滑连接,金属棒a与导轨接触良好,质量为m,电阻也为R。金属导轨固定不动且电阻不计。不计一切摩擦。导轨的倾斜部分和水平部分都足够长。求:
(1)开关闭合时,金属棒a恰能处于静止状态,求匀强磁场磁感应强度的大小?
(2)断开开关,从静止释放金属棒a,在金属棒a进入水平轨道后,电路中产生的最大焦耳热为多少?
最富有现实意义的物理,莫过于在自己生死攸关时,能帮你作出科学判断,助你化险为夷。
“一个周末的傍晚,小明的爸爸终于有了时间,带着全家驱车以速度v行驶在你向往已久的乡野。他们正尽情地享受着乡野迷人的气息,突然眼前一亮,车灯照亮了一片水波!小明大声惊呼……” 同学们不用紧张,这只是假想的一个故事。
假设车灯照亮的一条小河沟是垂直于汽车行驶方向,车的周围是一片平地,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,那小明是惊叫爸爸立即刹车还是立即拐弯(假定只能选其中一项)?试通过计算来论证。
提示:假设立即刹车,车恰好能停在河边而逃过一劫,那么选择立即拐弯(设拐弯时汽车做匀速圆周运动) 能否幸免一难?
如图,一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口飞出时,轨道的压力恰好为零。求:(1)小球在B点的速度;(2)小球落地点C距A处多远。
把一小球从离地面h=5m处,以v0=10m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力, (g=10m/s2)。求:
(1)小球在空中飞行的时间;(2)小球落地点离抛出点的水平距离;(3)小球落地时的速度。
如图所示,电动机牵引的是一根原来静止的长L=1m,质量m=0.1kg的金属棒MN,棒电阻R=1Ω,MN架在处于磁感强度B=1T的水平匀强磁场中的竖直放置的固定框架上,磁场方向与框架平面垂直,当导体棒上升h=3.8m时获得稳定速度,其产生的焦耳热Q=2J,电动机牵引棒时,伏特表、安培表的读数分别为7V、1A,已知电动机的内阻r=1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,g取10m/s2,求:
(1)金属棒所达到的稳定速度大小。
(2)金属棒从静止开始运动到速度稳定所需的时间。
如图甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求:
(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量。