电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍,理论上可采用的方法是()
A. | 只将轨道长度 变为原来的2倍 |
B. | 只将电流 增加至原来的2倍 |
C. | 只将弹体质量减至原来的一半 |
D. | 将弹体质量减至原来的一半,轨道长度 变为原来的2倍,其它量不变 |
如图所示,两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角,导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上,导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,当电阻箱接入电路的电阻为R1时,闭合开关后,导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向;
(2)若磁场方向竖直向上,当电阻箱接入电路的电阻为R2时,闭合开关后,导体棒MN也恰能静止在导轨上,请确定MN中的电流I2的大小;
(3)导轨的电阻可忽略,而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略,求电源的电动势。
如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤的读数为FN1.现在磁铁上方中心偏右位置固定一通电导线,当通以如图所示的电流后,台秤的示数为FN2,则下列说法正确的是
A.FN1>FN2,弹簧长度将变长 |
B.FN1>FN2,弹簧长度将变短 |
C.FN1<FN2,弹簧长度将变长 |
D.FN1<FN2,弹簧长度将变短 |
物理学家欧姆在探究通过导体的电流和电压、电阻关系时,因无电源和电流表,利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源,用小磁针的偏转检测电流,具体的做法是:在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方,平行于小磁针水平放置一直导线,当该导线中通有电流时,小磁针会发生偏转.某兴趣研究小组在得知直线电流在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比的正确结论后重现了该实验,他们发现:当通过导线电流为时,小磁针偏转了;当通过导线电流为时,小磁针偏转了,则下列说法中正确的是( )
A. | B. | C. | D.无法确定 |
如图所示,在倾角为α的的光滑斜面上,垂直纸面放置一根长为L,质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流I垂直纸面向里时,欲使导体棒静止在斜面上,可将导体棒置于匀强磁场中,当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针至水平向左的过程中,关于B的大小的变化,正确的说法是
A.逐渐增大 |
B.逐渐减小 |
C.先减小后增大 |
D.先增大后减小 |
在我们生活的地球周围,每时每刻都会有大量的由带电粒子组成的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。若有一束宇宙射线在赤道上方沿垂直于地磁场方向射向地球,如图6所示,在地磁场的作用下,射线方向发生改变的情况是 ( )
A.若这束射线是由带正电荷的粒子组成,它将向南偏移 |
B.若这束射线是由带正电荷的粒子组成,它将向北偏移 |
C.若这束射线是由带负电荷的粒子组成,它将向东偏移 |
D.若这束射线是由带负电荷的粒子组成,它将向西偏移 |
如图所示,矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,直导线中的电流方向由M到N,导线框的ab边与直导线平行。若直导线中的电流增大,导线框中将产生感应电流,导线框会受到安培力的作用,则以下关于导线框受到的安培力的判断正确的是 ( )
A.导线框有两条边所受安培力的方向相同 |
B.导线框有两条边所受安培力的大小相同 |
C.导线框所受的安培力的合力向左 |
D.导线框所受的安培力的合力向右 |
如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动。此时abed构成一个边长为l的正方形,棒ab的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B0。
⑴若从t=0时刻起,磁感应强度均匀增加,每秒增加量为k,同时保持棒静止,求棒中的感应电流,并在图上标出电流方向;
⑵在上述⑴情况下,始终保持棒静止,当t=t1时需施加垂直于棒的水平拉力多大?
⑶若从t=0时刻起,磁感应强度逐渐减小,当棒以恒定的速度v向右匀速运动时,可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?
用密度为、电阻率为、横截面积为的薄金属条制成边长为的闭合正方形框。如图所示,金属方框水平放在磁极的狭缝间,方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间,其它地方的磁场忽略不计。可认为方框的边和边都处在磁极之间,极间磁感应强度大小为。方框从静止开始释放,其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力)。
(1)求方框下落的最大速度 (设磁场区域在数值方向足够长);
(2)当方框下落的加速度为时,求方框的发热功率;
(3)已知方框下落时间为时,下落高度为,其速度为。若在同一时间内,方框内产生的热与一恒定电流在该框内产生的热相同,求恒定电流的表达式。
质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成角斜向下,如图所示,求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小.
一通电直导线用两根绝缘轻质细线悬挂在天花板上,静止在水平位置(如下正面图)。在通电导线所处位置加上匀强磁场后,导线偏离平衡位置一定角度静止,如下侧面图。如果所加磁场的强弱不同,要使导线偏离竖直方向角,则所加磁场的方向所处的范围是(以下选项中各图,均是在侧面图的平面内画出的,感应强度的大小未按比例画)
A B C D
如图所示,有一固定在水平地面上的倾角为θ的光滑斜面,有一根水平放在斜面上的导体棒,长为L,质量为m,通有垂直纸面向外的电流I。空间中存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。现在释放导体棒,设导体棒受到斜面的支持力为N,则关于导体棒的受力分析一定正确的是(重力加速度为g)
A.mgsinθ=BIL
B.mgtanθ=BIL
C.mgcosθ=N-BILsinθ
D.Nsinθ=BIL
质量为0.1g的小球带5×10-4C电量的负电荷,套在一根足够长的绝缘杆上,杆与水平方向成370角,球与杆间的摩擦系数μ=0.40,置于B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,求小球由静止开始下滑的最大加速度和最大速度.(磁场范围足够大,g取10 m/s2)