如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平圆盘上,其轴线沿竖直方向并与圆盘中心重合,母线与轴线之间的夹角为θ. 一条长为L的细绳,一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一质量为m的小球(可视为质点). 现让圆锥体绕其中心轴线由静止开始转动,求当其角速度由零增大到且稳定时的过程中,细绳的拉力对小球所做的功.
如图12-2-19(1)所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab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的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.(1)由b向a方向看到的装置如图12-2-19(2)所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图;(2)在加速下滑的过程中,当ab杆的速度大小为时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.
与磁感应强度垂直的线圈面积为,此时线圈的磁通量是多大?若这个线圈绕有50匝时,磁通量多大?线圈位置如果转过时磁通量多大?
有足够长的平行金属导轨,电阻不计,导轨光滑,间距.现将导轨沿与水平方向成角倾斜放置.在底部接有一个的电阻.现将一个长为、质量、电阻的金属棒自轨道顶部沿轨道自由滑下,经一段距离后进入一垂直轨道平面的匀强磁场中(如图12-17所示).磁场上部有边界,下部无边界,磁感应强度.金属棒进入磁场后又运动了后开始做匀速直线运动,在做匀速直线运动之前这段时间内电阻R上产生了的内能().求:(1)金属棒进入磁场后速度时的加速度a的大小及方向;(2)磁场的上部边界距顶部的距离S.
匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向上,在磁场中有一个总电阻为R、每边长为L的正方形金属框abcd,其中ab、cd边质量均为m,其它两边质量不计,cd边装有固定的水平轴.现将金属框从水平位置无初速释放,如图12-16所示,若不计一切摩擦,金属框经时间t刚好到达竖直面位置.(1)ab边到达最低位置时感应电流的方向;(2)求在时间t内流过金属框的电荷量;(3)若在时间t内金属框产生的焦耳热为Q,求ab边在最低位置时受的磁场力多大?
如图12-15所示,长为L、电阻、质量m=0.1kg的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计.导轨左端接有的电阻,量程为0~3.0A的电流表串接在一条导轨上,量程为0~1.0V的电压表接在电阻R的两端,垂直导轨平面的匀强磁场垂直向下穿过平面.现以向右恒定外力F使金属棒右移.当金属棒以的速度在导轨平面上匀速滑动时,观察到电路中的一个电表正好满偏,而另一个电表未满偏.问:(1)此满偏的电表是什么表?说明理由;(2)拉动金属棒的外力多大?(3)此时撤去外力F,金属棒将逐渐慢下来,最终停止在导轨上.求从撤去外力到金属棒停止运动的过程中通过电阻R的电荷量.