如图所示,由粗细均匀的电阻丝绕成的矩形导线框abcd固定于水平面上,导线框边长
=L,
=2L,整个线框处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,导线框上各段导线的电阻与其长度成正比,已知该种电阻丝单位长度上的电阻为
,
的单位是Ω/m.今在导线框上放置一个与ab边平行且与导线框接触良好的金属棒MN,MN的电阻为r,其材料与导线框的材料不同.金属棒MN在外力作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速运动,在金属棒从导线框最左端(该处x=0)运动到导线框最右端的过程中:
(1)请写出金属棒中的感应电流I随x变化的函数关系式;
(2)试证明当金属棒运动到bc段中点时,MN两点间电压最大,并请写出最大电压Um的表达式;
(3)试求出在此过程中,金属棒提供的最大电功率Pm;
(4)试讨论在此过程中,导线框上消耗的电功率可能的变化情况.
如图A-5所示,长为20cm的轻绳BC两端固定在天花板上,在中点系上一重60N的物体 .试求:
(1)当BC的距离为10cm时,AB段绳上的拉力为多少;
(2)当BC的距离为10
cm时,AB段绳上的拉力为多少.
(10分) 表面光滑、质量不计的尖劈插在缝A、B之间,在尖劈背上加一压力F,求
(1)尖劈对A侧的压力
(2)尖劈对B侧的压力。
如图所示,水平地面上有一个重115N的木箱。现用与水平方向夹角
=37°斜向上的力F拉木箱,使木箱沿水平地面匀速运动。已知F=25N,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)画出木箱受力的示意图;
(2)求地面对木箱的支持力大小;
(3)求木箱与地面间的动摩擦因数。
如图,静止于A处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场,已知圆弧所在处场强为E0,方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;
、
,离子重力不计。
(1)求圆弧虚线对应的半径R的大小;
(2)若离子恰好能打在NQ的中点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值;
(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,
求磁场磁感应强度B的取值范围。
如图所示,两根相距为d的足够长的平行金属导轨位于水平xOy平面内,左端接有阻值为R的电阻,其他部分的电阻均不计。在x>0的一侧存在垂直xOy平面且方向竖直向下的磁场,磁感强度大小按B=kx规律变化(其中k是一大于零的常数)。一根质量为m的金属杆垂直跨搁在光滑的金属导轨上,两者接触良好。当t=0时直杆位于x=0处,其速度大小为v0,方向沿x轴正方向,在此后的过程中,始终有一个方向向左的变力F作用于金属杆,使金属杆的加速度大小恒为a,加速度方向一直沿x轴的负方向.求:
(1)金属杆向右运动至t0时刻时所在位置处的磁感应强度B的大小。
(2)闭合回路中感应电流持续的时间有多长?
(3)当金属杆的速度为
时,闭合回路的感应电动势多大?此时作用于金属杆的外力F多大?