在图所示区域(图中直角坐标系Oxy的1、3象限)内有匀强磁场,磁感应强度方向垂直于图面向里,大小为B.半径为l,圆心角为60。的扇形导线框OPQ以角速度w绕。点在图面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R.(1)求线框中感应电流的最大值I。和交变感应电流的频率f;(2)在图中画出线框转一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图中线框的位置相应的时刻为t=0)
荷兰科学家惠更斯在研究物体碰撞问题时做出了突出的贡献.惠更斯所做的碰撞实验可简化为:三个质量分别为m、m、m的小球,半径相同,并排悬挂在长度均为L的三根平行绳子上,彼此相互接触。现把质量为m的小球拉开,上升到H高处释放,如图所示,已知各球间碰撞时同时满足动量守恒定律和机械能守恒定律,且碰撞时间极短,H远小于L,不计空气阻力。若三个球的质量相同,则发生碰撞的两球速度交换,试求此时系统的运动周期。若三个球的质量不同,要使球1与球2、球2与球3相碰之后,三个球具有同样的动量,则m∶m∶m应为多少?它们上升的高度分别为多少?
磁悬浮列车是一种高速运载工具。它具有两个重要系统:一是悬浮系统,利用磁力使车体在导轨上悬浮起来;另一是驱动系统,在沿轨道上安装的三相绕组中,通上三相交流电,产生随时间和空间做周期性变化的磁场,磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用,使车体获得牵引力。设图中平面代表轨道平面,轴与轨道平行,现有一与轨道平面垂直的磁场正以速度向方向匀速运动,设在时,该磁场的磁感应强度B的大小随空间位置x的变化规律为(式中B0、k为已知常量),且在y轴处,该磁场垂直平面指向纸里。与轨道平面平行的一金属矩形框MNPQ处在该磁场中,已知该金属框的MN边与轨道垂直,长度为L,固定在y轴上,MQ边与轨道平行,长度为d=,金属框的电阻为R,忽略金属框的电感的影响。求:(1) t=0时刻,金属框中的感应电流大小和方向;(2) 金属框中感应电流瞬时值的表达式;(3) 经过时间,金属框产生的热量;(4) 画出金属框受安培力F随时间变化的图象。
(07。广东物理卷)如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路。从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。(1)问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?(2)求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。(3)探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
(06江苏物理卷)如图所示,顶角θ=45°,的金属导轨MON固定在水平面内,导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中。一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿导轨MON向左滑动,导体棒的质量为m,导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r。导体棒与导轨接触点的a和b,导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t=0时,导体棒位于顶角O处,求:(1)t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向。(2)导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式。(3)导体棒在0~t时间内产生的焦耳热Q。(4)若在t0时刻将外力F撤去,导体棒最终在导轨上静止时的坐标x。
(05天津理综卷)图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l为0.40m,电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.50T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10-3kg、电阻为1.0Ω的金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W,重力加速度取10m/s2,试求速率v和滑动变阻器接入电路部分的阻值R2。