截流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为,式中常量k>0,I为电流强度,r为距导线的距离。在水平长直导线MN正下方,矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流,被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂,如图所示。开始时MN内不同电流,此时两细线内的张力均为。当MN通以强度为的电流时,两细线内的张力均减小为,当MN内的电流强度变为时,两细线的张力均大于(1)分别指出强度为的电流和方向;(2)MN分别通以强度为电流时,线框受到的安培力大小之比。
如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。同时释放两个小球,小球a、b与弹簧在桌面上分离后,a球从B点滑上光滑半圆环轨道最高点A时速度为。已知小球a质量为m,小球b质量为2m,重力加速度为g。求:(1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力;(2)释放后小球b离开弹簧时的速度的大小;(3)释放小球前弹簧具有的弹性势能。
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?