如图所示,水平放置的平行导轨M、N间接一阻值为R=0.128Ω的电阻,轨道宽L=0.8m,轨道上搭一金属棒ab,其质量m=0.4kg,ab与轨道间的动摩擦因数为m=0.5,除R外其余电阻不计,垂直于轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B=2T,ab在一电动机牵引下由静止开始运动,经过2s,ab运动了1.2m并达到最大速度,此时电动机的牵引力为18N。此过程中电动机平均输出功率为8W,求该过程中电阻R上产生的焦耳热(g=10m/s2)(保留三位有效数字)
如图16-2-19所示,两根平行的金属导轨,固定在同一水平面上,磁感应强度B="0.50" T的匀强磁场与导轨所在平面垂直,导轨的电阻可忽略,导轨间的距离L="0.20" m,两根质量均为m="0.10" kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻R="0.50" Ω.在t=0时刻,两杆都处于静止状态,现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动,经过t="5.0" s,金属杆甲的加速度为a="1.37" m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少? 图16-2-19
为了测量列车的速度和加速度大小,可采用如图16-2-17做的装置,它是由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(记录测量仪未画出).当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,就能求出列车在各位置的速度和加速度. 图16-2-17 假设磁体端部磁感应强度B="0.04" T,且全部集中在端面范围内,与端面相垂直,磁体的宽度与线圈宽度相同,且都很小,线圈匝数n=5,长L="0.2" m,电阻R="0.4" Ω(包括引出线的电阻),测试记录下来的电流—位移图,如图16-2-18所示. 图16-2-18 (1)试计算在离原点30 m、130 m处列车的速度v1和v2的大小. (2)假设列车做的是匀加速直线运动,求列车加速度的大小.
半径为a的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B="0.2" T,磁场方向垂直纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心地放置,磁场与环面垂直,其中a="0.4" m,b="0.6" m.金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0="2" Ω,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v0="5" m/s的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径OO′的瞬时(如图16-2-12所示)MN中的电动势和流过灯L1的电流. 图16-2-12 (2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O′以OO′为轴向上翻转90°,若此时磁场随时间均匀变化,其变化率为T/s,求L1的功率.
如图16-2-11所示,在磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场中,有长为0.5 m的导体AB在金属框架上,以10 m/s的速度向右滑动.磁场方向与金属框架平面垂直,电阻R1=R2="19" Ω,导体AB的电阻R3="0.5" Ω,其他电阻不计.求通过AB的电流是多大. 图16-2-11
如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方向垂直线圈平面,已知磁感应强度随时间变化规律为B=(2+0.2t)T,电阻R1="6" Ω,线圈电阻R2="4" Ω,试求: (1)回路中的磁通量变化率; (2)回路中的感应电动势; (3)回路中的电流.