某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”,如图,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小,小车中可以放置砝码。实验主要步骤如下:
(i)测量 和拉力传感器的总质量M1;把细线的一端固定在拉力传感器上另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路;
(ii)将小车停在C点, ,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。
(iii)在小车中增加砝码,或 ,重复(ii)的操作。表1是他们测得的一组数据,其中M是M1与小车中砝码质量m之和,|
|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量△E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所作的功,表格中△E3= ,W3= 。(结果保留三位有效数字)
如图1所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L0、M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下,导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。
(1)由b向a方向看到的装置如图2所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。
如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上,向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电,使它正常发光。为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12mA时,熔丝就熔断。
(1)熔断器的熔断电流是多大?
(2)当副线圈电路中电流为10mA时,变压器的输入功率是多大?
如图所示,水平放置的平行金属框架宽0.6m。金属棒垂直框架两边放置,电阻R=1Ω,金属棒电阻r=0.2Ω,其余电阻不计,整个装置处于方向如图所示磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,当金属棒以v=4m/s的速度匀速向右运动时,
求:(1)导线中感应电流的大小?
(2)ab棒的感应电流方向?
两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨左端接有电阻R=10Ω,导轨自身电阻忽略不计。匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T。质量为m=0.1kg,电阻可不计的金属棒ab静止释放,沿导轨下滑(金属棒ab与导轨间的摩擦不计)。如图,设导轨足够长,导轨宽度L=2m
,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大值。求此过程中金属棒达到的最大速度和电阻中产生的热量。(g=10m/s2)
一电阻为R的金属圆环,放在匀强磁场中,磁场与圆环所在平面垂直,如图(a),已知通过圆环的磁通量随时间t的变化关系如图(b),图中的最大磁通量
和变化周期T都是已知量,求:
(1)在t=0到t= T/4的时间内,通过金属圆环横截面的电荷量q
(2)在t=0到t=2T的时间内,金属环所产生的电热Q