如图是一台小型发电机示意图,矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴转动,磁场方向与转轴垂直。矩形线圈的面积为2×10-2m2,匝数N=40匝,线圈电阻r=1Ω,磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈绕OO′ 轴以ω=100rad/s的角速度匀速转动。线圈两端外接电阻R=9Ω的小灯泡和一个理想电流表。求:(1)线圈中产生的感应电动势的最大值;(2)电流表的读数;(3)小灯泡消耗的电功率。
如图所示,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h,一质量为m的子弹以水平速度射入物块后,以水平速度射出。重力加速度为g。求:(1)此过程中系统损失的机械能;(2)此后物块落地点离桌面的边缘的水平距离。
如图所示,宽度L=0.5 m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4 T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布。将质量m=0.1 kg,电阻可忽略的金属棒ab放置在框架上,并与框架接触良好。以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标。金属棒从x0=1 m处以v0=2 m/s的初速度,沿x轴负方向做a=2 m/s2的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:(1)金属棒ab运动0.5 m,框架产生的焦耳热Q?(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置坐标x变化的函数关系?(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4 s过程中通过ab的电荷量q,某同学解法为:先算出经过0.4 s金属棒的运动距离x,以及0.4 s时回路内的电阻R,然后代入q==求解。指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果。
如图所示,宽度为L="0.20" m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上,导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻。在cd右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感应强度B="0.50" T。一根质量为m="10" g,电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好。现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连,将钩码从图示位置由静止释放。当导体棒ab到达cd时,钩码距地面的高度为h="0.3" m。已知导体棒ab进入磁场时恰做v="10" m/s的匀速直线运动,导轨电阻可忽略不计,取g="10" m/s2。求:(1)导体棒ab在磁场中匀速运动时,闭合回路中产生的感应电流的大小?(2)挂在细线上的钩码的质量?(3)求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量?
如下图所示,两根平行金属导轨固定在同一水平面内,间距为l,导轨左端连接一个电阻。一根质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直放置在导轨上。在杆的右方距杆为d处有一个匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向下,磁感应强度大小为B。对杆施加一个大小为F、方向平行于导轨的恒力,使杆从静止开始运动,已知杆到达磁场区域时速度为v,之后进入磁场恰好做匀速运动。不计导轨的电阻,假定导轨与杆之间存在恒定的阻力。求:(1)导轨对杆ab的阻力大小Ff?(2)杆ab中通过的电流及其方向?(3)导轨左端所接电阻R的阻值?
如右图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n=35,电阻r=1 Ω,长l1=0.05 m,宽l2=0.04 m,磁场的磁感应强度B=0.2 T,线圈转动的角速度ω=100 rad/s,线圈两端外接电阻R=9 Ω的用电器和一个交流电流表。求:(1)线圈中产生的最大感应电动势?(2) 当t=0时线圈平面与磁场垂直,写出感应电动势瞬时值的表达式?(3) 电流表的读数和用电器R上消耗的电功率?