在倾角为30°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,其中电流大小为I,导体棒处于静止状态。
(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B1为多少?
(2)欲使导体棒处于静止状态,所加磁场的磁感应强度最小值B2为多少?方向如何?
在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的方向( )
A.与ab边平行,竖直向上 |
B.与ab边平行,竖直向下 |
C.与ab边垂直,指向左边 |
D.与ab边垂直,指向右边 |
如图,一正方形闭合线圈,从静止开始下落一定高度后,穿越一个有界的匀强磁场区域,线圈上、下边始终与磁场边界平行。自线圈开始下落到完全穿越磁场区域的过程中,线圈中的感应电流I、受到的安培力F及速度v随时间t变化的关系,可能正确的是
如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.40 Ω的电阻,质量为m=0.01 kg、电阻为r=0.30 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g取10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)。
(1)判断金属棒两端a、b的电势高低;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)在金属棒ab从开始运动的1.5 s内,电阻R上产生的热量。
把一根通电的硬直导线ab放在磁场中,导线所在的区域的磁感线呈弧线,导线中的电流方向由a到b,如图所示。导线可以在空中自由移动和转动,俯视看,导线在安培力的作用下先逆时针转动,转过一个小角度后,接着转动边向下移动。虚线框内有产生以上弧形的场源。下列符合要求的是( )
如图甲所示正方形金属线框abcd,边长L=2.5m、质量m=0.5kg、各边电阻均为1Ω。其水平放置在光滑绝缘的水平面上,它的ab边与竖直向上的匀强磁场边界MN重合,磁场的磁感应强度B=0.8T。现在水平拉力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场。测得金属线框的速度随时间变化的图象vt—t如乙图所示,在金属线框被拉出磁场的过程中。求:
(1)4s末线框cd边的电压大小
(2)4s末水平拉力F的大小
(3)已知在这5s内拉力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少?
长直导线固定在圆线圈直径ab上靠近a处,且通入垂直纸面向里的电流如图中“”所示,在圆线圈开始通以顺时针方向电流的瞬间,线圈将
A.向下平移 | B.向上平移 |
C.从a向b看,顺时针转动 | D.从a向b看,逆时针转动 |
如图所示,两平行金属导轨间的距离l=0.40 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37 °,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2。已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;(2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力大小.
在同一光滑斜面上放同一导体,右图所示是两种情况的剖面图。它们所在空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场,但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次竖直向上:两次导体A分别通有电流I1和I2,都处于静止状态。已知斜面的倾角为θ,则:( )
A.I1:I2=cosθ:׃1 |
B.I1:I2=1:1 |
C.导体A所受安培力大小之比F1:F2=sinθ:cosθ |
D.斜面对导体A的弹力大小之比N1:N2=cos2θ:1 |
如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以移动,当导线通过图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看):( )
A.顺时针方向转动,同时下降 | B.顺时针方向转动,同时上升 |
C.逆时针方向转动,同时下降 | D.逆时针方向转动,同时上升 |
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场,金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.04 kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5 Ω,金属导轨的其它电阻不计,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,试求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力的大小.
如图所示
光滑的平行导轨PQ、MN水平放置,导轨的左右两端分别接定值电阻,R1=2Ω,R2=4Ω。电阻不计的金属棒ab与PQ、MN垂直,并接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中。已知平行导轨间距L=0.5m,现对ab施加一水平向右的外力F使之以v=5m/s的速度向右匀速运动,则F的大小为 N,R1消耗的功率为 W。
半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体杆,单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v0平行于直径CD向右做匀速直线运动。杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示。则( )
A.θ=0时,杆产生的电动势为Bav
B.θ=时,杆产生的电动势为
C.θ=时,杆受的安培力大小为
D.θ=0时,杆受的安培力大小为
“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器,具有速度快,效率高等优点。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4Ω。可控电源的内阻r=0.6Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为加速弹体提供的电流是I=4×103A,不计空气阻力。求:
(1)弹体从静止加速到4km/s,轨道至少要多长?
(2)弹体从静止加速到4km/s过程中,该系统消耗的总能量;
(3)请定性说明电源的电压如何自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。