如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空.为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小.现有一质量为50kg的学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5s末滑到竿底时速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g取10m/s2.求:(1)该学生下滑过程中的最大速度;(2)滑竿的长度.
如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求: (1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2; (2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1; (3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动,线圈共100匝,转动的角速度为π/3(rad/s),在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb,则:(1)线圈平面转到与磁感线平行时,感应电动势为多少?(2)当线圈平面与中性面夹角为π/3时,感应电动势为多少?
如图所示,有一磁感强度B=2T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长10cm,质量为0.1Kg,电阻为1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.
一单匝矩形线圈abcd放置在水平面内,线圈面积为S = 100cm2,线圈处在匀强磁场中,磁场方向与水平方向成30°角,求:(1)若磁场的磁感应强度B = 0.1T,则穿过线圈的磁通量为多少?(2)若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直,且大小按B = 0.1+0.2t(T)的规律变化,线圈中产生的感应电动势为多大?
如下图所示,相距L=0.2m足够长的两平行金属导轨ab、cd水平放置,电阻忽略不计。ac接有0.8Ω的电阻R,放在导轨上可无摩擦滑动的金属棒AB的电阻r=0.2Ω、质量m=0.2kg。磁感应强度B=0.5T的匀强磁场垂直于导轨平面。开始时开关K断开,用F=0.2N的水平力作用于原为静止的金属棒AB,当t=10s时把开关K闭合,求:(1)K闭合瞬间AB的速度v和感应电动势E;(2)K闭合瞬间电阻R的电功率P。