电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的本质联系。
电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即,这就是法拉第电磁感应定律。
(1)如图所示,把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度为L,它以速度v向右匀速运动。请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv。
(2)两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。两导轨间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆MN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匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑。求
①当导体棒的速度为v(未达到最大速度)时,通过MN棒的电流大小和方向;
②导体棒运动的最大速度。
如图所示,一人通过大小不计的光滑定滑轮用细线拉一质量为m的物体,开始时手拉的绳头在滑轮正下方H处,当保持这一高度向右走,人的速度恒为v.试求在从A点走到B点的过程中:物体上升的高度;
人对物体所做的功。
如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg。链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C、将链条放在离地足够高的水平桌面上。空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小E=2.0×107V/m。若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5(重力加速度取g=10m/s2)。给链条一个向右的初动能,试求:链条受到的最大滑动摩擦力;
当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力。
能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能。
某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,只能在AB段进行加速,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能成功越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,电动机额定功率P=1.4W,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.2N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L=19.00m, h=1.25m,S=2.50m。问:要使赛车能成功越过壕沟,赛车在C处的最小速度为多少?
若赛车恰好能通过圆轨道最高点,就能完成比赛,圆轨道半径至少为多少?
若圆轨道半径为(2)所求,要保证赛车比赛过程的安全,赛车到达B点的速度应为理论最小值的1.2倍,按此要求控制比赛,电动机至少工作多长时间?
如图所示电路,当变阻器的滑动片从一端滑到另一端的过程中两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图中的A、B两直线所示,不考虑电表对电路的影响,电压表V1、V2的示数随电流表示数的变化图像应分别为U-I图象中的哪一条直线?
定值电阻R0、变阻器的总电阻分别为多少?
试求出电源的电动势和内电阻。
变阻器滑动片从一端滑到另一端的过程中,变阻器消耗的最大电功率为多少?
如图所示,一定量气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300K,有一光滑导热活塞 C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通。(外界大气压等于76cmHg)求:将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到400K,U形管内两边水银面的高度差为多少?
再加热到540K,U形管内两边水银面的高度差又为多少?