在磁感应强度为B=0. 4 T的匀强磁场中放一个半径 50 cm的圆形导轨,上面搁有互相垂直的两根导体棒,一起以角速度rad/s逆时针匀速转动。圆导轨边缘和两棒中央通过电刷与外电路连接,若每根导体棒的有效电阻为=" 0." 8Ω,外接电阻R=3. 9Ω,如图所示,求:
(1)每半根导体棒产生的感应电动势.
(2)当电键S接通和断开时两电表示数(假定)。
如图(a)所示,一个电阻值为R,匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻连接成闭合回路,线圈的半径为,在线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为和。导线的电阻不计,求0至时间内
(1)通过电阻上的电流大小和方向;
(2)通过电阻上的电量q及电阻上产生的热量。
如图所示,一宽度为L的光滑金属导轨放置于竖直平面内,质量为m的金属棒ab沿金属导轨由静止开始保持水平自由下落,进入高h、方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域。设金属棒与金属导轨始终保持良好接触,ab棒穿出磁场前已开始做匀速运动,且ab棒穿出磁场时的速度为进入磁场时速度的。已知ab棒最初距磁场上边界的距离为4h,定值电阻的阻值为R,棒及金属导轨电阻忽略不计,重力加速度为g。求:
(1)在此过程中电阻R产生的热量Q的大小;
(2)金属棒穿出磁场时电阻R消耗的功率大小。
两根光滑的长直金属导轨导轨、平行置于同一水平面内,导轨间距为l,电阻不计,M、处接有如图所示的电路,电路中各电阻的阻值均为R,电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触,在ab运动距离为s的过程中,整个回路中产生的焦耳热为Q。求:
(1)ab运动速度v的大小;
(2)电容器所带的电荷量q。
正方形闭合金属线框,边长为a,质量为m,电阻为R,在竖直平面内以水平初速度在垂直于框面的水平磁场中,运动一段时间后速度恒定为v,运动过程中总有两条边处在竖直方向,即线框不转动,如图所示。已知磁场的磁感应强度在竖直方 向按规律逐渐增大,k为常数。试求水平初速度的大小。
空间某区域内存在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场,在磁场区域内有两相距为L的平行金属导轨PQ、MN固定在竖直平面内,如图所示,导轨PM间连接有一阻值为R的电阻,QN间连接着两块水平放置的金属板a、b,两板相距d,一根电阻为r的导体棒cd与导轨接触良好,不计导轨与导线电阻。当导体棒cd向右匀速运动时,在平行金属板a、b间有带负电的液滴恰好能在竖直平面内做圆周运动,已知液滴质量为m,带电量为q,重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的方向,带电液滴的运动方向;
(2)导体棒cd匀速运动的速率为多大?
如图所示,两平行金属导轨固定在水平桌面上,导轨的端点P、Q用一电阻丝相连,两导轨间距离L="0." 2 m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面,已知磁感应强度B与时间t的关系为,比例系数k="0." 02 T/s,一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直。t=0时刻金属杆紧靠P、Q端,在外力作用下,杆以加速度a=2从静止开始向导轨的另一端滑动,求出t="10" s时回路中的瞬时感应电动势的大小。
利用气体自激导电发光的霓虹灯,加上80 V以上的电压才会点亮.利用图(a)所示电路,可以在短时间内点亮霓虹灯.已知干电池电动势6 V,内阻5Ω,线圈电阻35Ω,电路中线圈以外回路的电感可忽略不计.先开关闭合,经过一段时间,回路中电流为一定值;再断开开关,霓虹灯短时间内点亮,其特性曲线如图(b)所示.
试求:
(1)闭合开关后,电路中的稳定电流值;
(2)在图中标出断开开关瞬间,流过霓虹灯的电流方向
(3)断开开关瞬间,线圈产生的感应电动势.
(1)除R以外,其余部分的电阻均不计,求R的阻值;
(2)当棒的位移为100 m时,其速度已经达到10 m/s,求此过程中电阻上产生的热量。
如图a所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨距L=" 0.2m" ,电阻R=0.4Ω,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于磁感强度B= 0.5T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始运动,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图b所示
(1)试分析说明金属杆的运动情况;
(2)求第2s末外力F的瞬时功率。
两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置,其间距为0.60 m,磁感应强度为0.50 T的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻R=5.0Ω,在导轨上有一电阻为1.0Ω的金属棒ab,金属棒与导轨垂直,如图所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以10 m/s的水平速度向右匀速运动。设金属导轨足够长。求:
(1)金属棒ab两端的电压。
(2)拉力F的大小。
(3)电阻R上消耗的电功率。
有一种高速磁悬浮列车的设计方案是在每节车厢底部安装磁铁(磁场方向向下),并在两条铁轨之间平放一系列线圈,请探究。
(1)当列车运行时,通过线圈的磁通量会不会发生变化?
(2)列车的速度越快,通过线圈的磁通量变化越快吗?
(3)为了测量列车通过某一位置的速度,有人在磁悬浮列车所经过的位置安装了电流测量记录仪,(测量记录仪未画出)为图所示,记录仪把线圈中产生的电流记录下来。假设磁铁的磁感应强度在线圈中为B,线圈的匝数为n,磁体宽度与线圈宽度相同,且都很小,为,线圈总电阻为R(包括引线电阻),你能否根据记录仪显示的电流I,求出列车所经过位置的速度。