如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r2。在线圈中半径为r1的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0。导线的电阻不计。求0至t1时间内(1)通过电阻R1上的电流大小和方向;(2)通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。
如图所示,边长为L、匝数为的正方形金属线框,它的质量为m、电阻为R,用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内,下半部处于磁场外,磁场随时间的变化规律为B = kt。求:(1)线框中的电流强度为多大?(2)t时刻线框受的安培力多大?
如图所示,水平地面上有一辆小车,车上固定一个竖直光滑绝缘管,管的底部有一质量、电荷量C的带正电小球,小球的直径比管的内径略小。在管口所在水平面的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度的匀强磁场,面的上方还存在着竖直向上、场强=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度=5T的匀强磁场,现让小车始终保持=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过磁场的边界为计时的起点,测得小球在管内运动的这段时间为=,取10/,不计空气阻力。(1)求小球进入磁场时的加速度的大小。(2)求小球离开管口时的速度的大小。(3)若小球离开管口后,求该小球离开MN平面的最大距离是多少?
足够长的光滑平行金属导轨和水平放置,在其左端固定一个倾角为的光滑金属导轨,导轨相距均为,在水平导轨和倾斜导轨上,各有一根与导轨垂直的金属杆,两金属杆与水平导轨、倾斜导轨形成一闭合回路。两金属杆质量均为、电阻均为,其余电阻不计,杆被销钉固定在倾斜导轨某处。整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度为,方向竖直向上。当用水平向右、大小的恒力拉杆,使其达到最大速度时,立即撤销销钉,发现杆恰好能在原处仍然保持静止。(重力加速度为) (1)求杆运动中的最大速度。(2)求倾斜导轨的倾角。(3)若杆加速过程中发生的位移为,则杆加速过程中,求杆上产生的热量。
在火箭发射卫星的开始阶段,火箭与卫星竖直上升的运动可视为匀加速直线运动,加速度大小为,封闭舱内,弹簧测力计上挂着一个质量的物体,在卫星上升到某高度时,弹簧测力计示数为85N,求此时卫星与地面间的距离(地球半径为)
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨MN、QP相距为l=1m,导轨平面与水平面成θ=37°角,上端连接阻值为R=2Ω的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度B=0.4T。质量m=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒ab,以初速度v0从导轨底端向上滑行,金属棒ab在安培力和一平行于导轨平面的外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=3m/s2,方向始终沿导轨向下,在金属棒在导轨上运动的过程中,电阻R消耗的最大功率Pm=1.28W。设金属棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数=0.25。(g="10" m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)金属棒初速度v0的大小;(2)当金属棒速度的大小为初速度大小一半时施加在金属棒上外力F的大小和方向;(3)请画出金属棒在导轨上整个运动过程中外力F随时间t变化所对应的图线。(不需要写出现计算过程)