如图所示,空间存在竖直向下的有界匀强磁场B,一单匝边长为L,质量为m的正方形线框abcd放在水平桌面上,在水平外力作用下从左边界以速度v匀速进入磁场,当cd边刚好进入磁场后立刻撤去外力,线框ab边恰好到达磁场的右边界,然后将线框以ab边为轴,以角速度ω匀速翻转到图示虚线位置.已知线框与桌面间动摩擦因数为μ,磁场宽度大于L,线框电阻为R,重力加速度为g,求:
(1)当ab边刚进入磁场时,ab两端的电压Uab;
(2)水平拉力F的大小和磁场的宽度d;
(3)匀速翻转过程中线框产生的热量Q.
23.如图所示,光滑的圆环半径为R,固定在一粗糙水平面上,水平面与圆环底部相切,跟圆环最低点B相距为L的A处的一质量为m的小球,以v0(未知)速度沿水平轨道进入圆环,并在圆环内做圆周运动,小球与水平间的滑动摩擦因数为μ。问v0应满足什么条件,才能使小球在圆环内做完整的圆周运动?
图为利用高频交变电流焊接金属工件的原理示意图,图中A是高频交流线圈,C是工件,a是工件上的待焊接缝。当线圈A中通入高频电流时,会产生一个交变磁场。假设焊接时,工件C内磁场分布均匀,方向垂直于C所在平面,该磁场在C中产生的感应电动势可视为变化率= k的均匀变化磁场所产生的电动势。已知C所围面积为S,焊接时a处的电阻为R,工件其余部分电阻r。求:
(1)焊接时工件中产生的感应电动势E;
(2)焊接时接缝处产生的热功率P。
如图,电动机牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.1kg的导体棒MN上升,导体棒的电阻R为1Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表
的读数一直为7V、1A,电动机内阻r为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,求:
(1)棒能达到的稳定速度;
(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。
如图所示,某小型水电站发电机的输出功率为10kW,输出电压为400V,向距离较远的用户供电,为了减少电能损失,使用2kv高压输电,最后用户得到220V、9.5kW的电力,求:(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比
;(2)输电线路导线电阻
;(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比
。
如图所示,在磁感应强度T的水平匀强磁场中,有一边长为L=10cm,匝数N=100匝,电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的
轴匀速转动,转速
r/s,有一电阻R=9Ω,通过电刷与两滑环接触,R两端接有一理想电压表,求:
(1)若从线圈通过中性面时开始计时,写出电动势瞬时值表达式;
(2)求从中性面开始转过1/6T时的感应电动势与电压表的示数;
(3)在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功。