如图所示,平行U形导轨倾斜放置,倾角为,导轨间的距离
,电阻
,导轨电阻不计.匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度
,质量
、电阻
的金属棒ab垂直置于导轨上.现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小为
的恒力,使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行,已知当ab棒滑行
后保持速度不变,并且金属棒ab与导轨间的动摩擦因数
。 (可能用到的数据:
)
求:(1)画出金属棒匀速运动时的受力分析图并求出匀速运动时的速度大小;
(2)金属棒匀速运动时电阻R上的功率;
(3)金属棒从静止起到刚开始匀速运动的过程中,电阻R上产生的热量为多少?
处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接电阻或电容器.匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度的大小B=2T,质量为0.02 kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触。若将下端连接阻值为R=20Ω的电阻,如图所示,(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1) 当金属棒下滑速度达到稳定时,求该速度的大小.
(2) 当金属棒下滑速度达到0.4m/s时,求加速度的大小.
(3) 若将下端连接的电阻换成电容为C=10000μF的电容器,求金属棒下滑的加速度.
一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器T1升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压,使额定电压为220V的用电器正常工作。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,T1和T2为理想变压器,发电机处于满负荷工作状态,试求:
(1) 输电线上的功率损失和电压损失。
(2) T1和T2原、副线圈匝数比各为多少?
如图所示,一束电子的电荷量为e,以速度v垂直左边界射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中,穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角θ是30°,则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间又是多少?
如图所示,abcd是一边长为l的匀质正方形导线框,总电阻为R,今使线框以恒定速度v水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域.已知磁感应强度为B,磁场宽度为3l,求线框在进入磁场区和穿出磁场区两个过程中a b两点间电势差的大小.
如图所示,两个木块的质量分别为m1=2kg、m2=1kg,中间用轻弹簧相连接,放在光滑的水平面上,且m1左侧靠一固定竖直挡板,弹簧处于自然伸长状态。某一瞬间敲击木块m2使其获得3m/s的水平向左速度,木块m2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回,弹回时带动木块m1运动。求:
(i)当弹簧拉伸到最长时,弹簧的最大弹性势能是多少?
(ii)在以后的运动过程中,木块m1速度的最大值为多少?