一辆实验小车可沿水平地面(图中纸面)上的长直轨道匀速向右运动.有一台发出细光束的激光器装在小转台M上,到轨道距离MN为d=10m,如图1-1-3所示,转台匀速转动,使激光束在水平面内扫描,扫描一周的时间T=60s,光束转动方向如图中箭头所示,当光束与MN的夹角为450时,光束正好射到小车上.如果再经过=2.5s光束又射到小车上,则小车的速度为多少?(结果保留二位有效数字)
质量为m、带电荷量为+q的绝缘小球,穿在半径为r的光滑圆形轨道上,轨道平面水平.空间有分布均匀且随时间变化的磁场,磁场方向竖直向上,如图甲所示.磁感应强度B(t)的变化规律如图乙所示.(1)若圆环由金属材料制成,求圆环上感应电动势E的大小;(2)若圆环由绝缘材料制成,已知在t<T内,圆环处的感应电场的场强方向是沿顺时针并指向圆环的切线方向、大小为E′=,t=0时刻小球静止.求t>T时,轨道对小球的作用力F的大小(小球重力不计).
如下图所示,水平地面上方的H高区域内有匀强磁场,水平界面PP′是磁场的上边界,磁感应强度为B,方向是水平的,垂直于纸面向里.在磁场的正上方,有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd,ab长为l1,bc长为l2,H>l2,线框的质量为m、电阻为R.现使线框abcd从高处自由落下,ab边下落的过程中始终保持水平,已知线框进入磁场的过程中的运动情况是:cd边进入磁场以后,线框先做加速运动,然后做匀速运动,直到ab边到达边界PP′为止.从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中,线框中产生的焦耳热为Q.求:(1)线框abcd在进入磁场的过程中,通过导线的某一横截面的电荷量是多少?(2)线框是从cd边距边界PP′多高处开始下落的?(3)线框的cd边到达地面时线框的速度大小是多少?
如图所示,平行水平面放置的导轨上连有电阻R,处于垂直轨道平面的匀强磁场中.今从静止起用力拉金属棒ab,若拉力恒定,经过时间t1后ab速度为v,加速度为a1,最终速度可达2v;若改用功率恒定的拉力作用,经过时间t2后ab的速度也为v,加速度为a2,最终速度也可达2v.求a1∶a2的值.(导轨光滑,摩擦不计)
现在家家户户都安装了漏电保护器,有人认为它与保险丝的作用一样,用电器电流大时,它自动跳闸,起到保险丝的作用,只是不熔断。其实不是这样,它的作用与保险丝的作用完全不一样,它是只管漏电(跑电,与大地相连)而不管短路,当然,当电流大到某一极限值时它也跳闸。漏电保护器是保护人的生命安全的,一旦有人触电,它会立即跳闸,切断电源。它的原理图如图所示。当用电器一端有人触电(或漏电)时,套在闭合铁芯上的线圈就向传感器发出信号,通过自动电路,切断电源。试说明漏电保护器的原理。
某地地磁场磁感应强度B的水平分量Bx=0.18×10-4 T,竖直分量By=0.54×0-4 T。求:(1)地磁场B的大小及它与水平方向的夹角;(2)在水平面内2.0 m2的面积内地磁场的磁通量Φ。