如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。(g=10m/s2)
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。
是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图所示.一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑.已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦.求:
(1)小球运动到B点时的动能
(2)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力NB、NC各是多大?
质量m=3kg的物体,在水平拉力F=6N的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:
(1)力F在3s内对物体所做的功
(2)力F在3s内对物体所做的功的平均功率
(3) 3s末力F对物体所做的功的瞬时功率
均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m.将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图12所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界面平行.当cd边刚进入磁场时:
(1)求线框中产生的感应电动势大小.
(2)求cd两点间的电势差大小.
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件.
如图所示,bacd为静止于水平面上宽度为;而长度足够长的U型金属滑轨,ac边接有电阻
,其他部分电阻不计.ef为一可在滑轨平面上滑动,质量为
、电阻也为
的均匀导体棒.整个滑轨面处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,忽略所有摩擦.若ef杆以恒定的加速度
/s2由静止开始做匀加速运动’则:
(1)在5s内平均感应电动势是多少?
(2)第5s末,回路中的电流多大?
(3)第5s末,作用在ef杆上的水平外力多大?
如图所示,小灯泡规格为“2 V,4 W”,接在光滑水平导轨上,导轨间距为0.1 m,电阻不计.金属棒ab垂直搁在导轨上,电阻为1 Ω,整个装置处于B=1 T的匀强磁场中.求:
(1)为使灯泡正常发光,ab的滑行速度为多大?
(2)拉动金属棒ab的外力的功率有多大?