两根相距为L的足够长的金属弯角光滑导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边与水平面的夹角为37°,质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,导轨的电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中,当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v沿导轨匀速运动时,cd杆恰好处于静止状态,重力加速度为g,以下说法正确的是
A.ab杆所受拉力F的大小为mgtan37° |
B.回路中电流为 |
C.回路中电流的总功率为mgv sin37° |
D.m与v大小的关系为m= |
(1)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下,请判断滑块K的线圈中感应电流的方向,并计算感应电流的大小;
(2)如果缓冲车与障碍物碰撞后滑块K立即停下,为使缓冲车厢所承受的最大磁场力不超过Fm,求缓冲车运动的最大速度;
(3)如果缓冲车以速度v匀速运动时,在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C,滑块K与物体C相撞后粘在一起,碰撞时间极短。设m1=m2=m3=m,在cd边进入磁场之前,缓冲车(包括滑块K)与物体C已达到相同的速度,求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。
关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线 |
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 |
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 |
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 |
通电导体棒静止于水平导轨上,棒的质量为m,长为L,通过的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角,且与导体棒垂直,已知棒与导轨垂直,且与导轨间动摩擦因数为μ,求棒受到的弹力和摩擦力大小,并绘制图示,标明棒中电流方向及所受各力的方向.
小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图所示.在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的读数为G1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计.直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的读数为G2,铜条在磁场中的长度为L.
(1)判断铜条所受安培力的方向,并说明G1和G2哪个大;
(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小.
如图甲所示,水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好,整个装置放于垂直导轨平面的磁场中,磁感应强度B的变化情况如图乙所示(图示磁感应强度方向为正),MN始终保持静止,则0-t2时间( )
A.电容器C的电荷量大小始终没变 |
B.电容器C的a板先带正电后带负电 |
C.MN所受安培力的大小始终没变 |
D.MN所受安培力的方向先向右后向左 |
如图所示,长为L的通电直导体棒ab放在光滑水平绝缘轨道上,劲度系数为k的水平轻弹簧一端固定,另一端拴在导体棒的中点,且与棒垂直,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,弹簧伸长x,导体棒处于静止状态,则( )
A.导体棒中的电流方向从b流向a |
B.导体棒中的电流大小为 |
C.若只将磁场方向缓慢顺时针转过一小角度,x变小 |
D.若只将磁场方向缓慢逆时针转过一小角度,x变大 |
如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m,通过电流为I的导线,若另加一匀强磁场,下列情况下,导线始终静止在斜面上(重力加速度为g):
(1)若磁场方向竖直向下,则磁感应强度B为多少?
(2)若使磁感应强度最小,求磁感应强度的方向和磁感应强度的最小值.
如图,在平行倾斜固定的导轨上端接入电动势E=50V,内阻r=1Ω的电源和滑动变阻器R,导轨的宽度d=0.2 m,倾角θ=37°。质量m=0.11kg的细杆ab垂直置于导轨上,与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,整个装置处在竖直向下的磁感应强度B=2.2T的匀强磁场中,导轨与杆的电阻不计。现调节R使杆ab静止不动。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。求:
(1)杆ab受到的最小安培力F1和最大安培力F2;
(2)滑动变阻器R有效电阻的取值范围。
如图所示,长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液,在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片,使溶液中通入沿x轴正向的电流I,沿y轴正向加恒定的匀强磁场B。图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面,则( )
A.a处电势高于b处电势
B.a处离子浓度大于b处离子浓度
C.溶液的上表面电势高于下表面的电势
D.溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
如图所示,PQ和MN是固定于水平面内间距L=1.0m的平行金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计。两相同的金属棒ab、cd放在轨道上,运动过程中始终与轨道垂直,且接触良好,它们与轨道形成闭合回路。已知每根金属棒的质量m=0.20kg,每根金属棒位于两轨道之间部分的电阻值R=1.0Ω;金属棒与轨道间的动摩擦因数μ=0.20,且与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处在竖直向上、磁感应强度B=0.40T的匀强磁场中。取重力加速度g=10m/s2。
(1)在t=0时刻,用垂直于金属棒的水平力F向右拉金属棒cd,使其从静止开始沿轨道以a=5.0m/s2的加速度做匀加速直线运动,求金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动;
(2)若用一个适当的水平外力F′向右拉金属棒cd,使其达到速度v1=20m/s沿轨道匀速运动时,金属棒ab也恰好以恒定速度沿轨道运动。求:
①金属棒ab沿轨道运动的速度大小;
②水平外力F′的功率。
如图所示,通电导线MN中的电流保持不变,当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时,通电导线所受安培力的大小变化情况是
A.变小 | B.不变 | C.变大 | D.不能确定 |
如图所示,金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上,棒ab与框架接触良好。从某一时刻开始,给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场,并且磁场均匀增加,ab棒仍静止,在磁场均匀增加的过程中,关于ab棒受到的摩擦力,下列说法正确的是
A.摩擦力大小不变,方向向右 |
B.摩擦力变大,方向向右 |
C.摩擦力变大,方向向左 |
D.摩擦力变小,方向向左 |
如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个正方形线框边长为l(d>l),质量为m,电阻为R。开始时, 线框的下边缘到磁场上边缘的距离为h。将线框由静止释放,其下边缘刚进入磁场时,线框的加速度恰为零。则线框进入磁场的过程和从磁场下边穿出磁场的过程相比较,有( )
A.产生的感应电流的方向相同 |
B.所受的安培力的方向相反 |
C.进入磁场的过程中产生的热量小于穿出磁场的过程中产生的热量 |
D.进入磁场过程所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间 |