如图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量均匀分布),用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方MN以下区域有水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q,重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1。
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q。
(3)金属杆AB在磁场中运动时可能达到的最小速度v2。
如图所示,半径为r的金属圆环,绕通过直径的轴OO′以角速度ω匀速运动,匀强电场的磁感应强度为B,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,求在转过30°角的过程中,环中产生的感应电动势是多大?
如图所示,半径为a的圆形区域(图中虚线)内有匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,半径为b的金属圆环与圆a同心、共面地放置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m,金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为2Ω,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均忽略不计。
(1)若棒以υ0=5m/s的速率沿环面向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO1的瞬间MN中的电动势和流过灯L1的电流。
(2)撤去中间的金属棒MN,将左面的半圆弧OL1O1以OO1为轴翻转90°,若此后B随时间均匀变化,其变化率
,求L2的功率。
如图所示,直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中,ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线,ac和bc的电阻可不计,ac长度为
。磁场的磁感强度为B,方向垂直纸面向里。现有一段长度为
、电阻为
的均匀导体杆MN架在导线框上,开始时紧靠ac,然后沿ab方向以恒定速度υ向b端滑动,滑动中始终与ac平行并与线框保持良好接触。当MN滑过的距离为
时,导线ac中的电流是多大?方向如何?
如图所示,两光滑水平导轨平行放置在匀强磁场中,磁场垂直导轨所在平面,金属棒ab可沿导轨自由滑动,导轨一端跨接一个定值电阻R,其余电阻不计。已知:框架宽l=0.50m,定值电阻R=0.20Ω,磁感应强度B=0.40T,当ab以υ=4.0m/s向右匀速滑动时,求:
(1)导体ab上产生的感应电动势大小。
(2)电阻R上产生的热功率是多少?
如图所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度ω匀速运动,匀强电场的磁感应强度为B,以金属环的平面与磁场方向重合时开始计时,求在转过30°角的过程中,环中产生的感应电动势是多大?