如图(a)所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L,距左端L处的中间一段被弯成 半径为H的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H的水平面上。圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B(t),如图(b)所示,两磁场方向均竖直向上。在圆弧顶端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t0滑到圆弧底端。设金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
如图所示,竖直向上的匀强磁场在初始时刻的磁感应强度B0=0.5T,并且以=1T/s在增加,水平导轨的电阻和摩擦阻力均不计,导轨宽为0.5m,左端所接电阻R=0.4Ω。在导轨上l=1.0m处的右端搁一金属棒ab,其电阻R0=0.1Ω,并用水平细绳通过定滑轮吊着质量为M=2kg的重物,欲将重物吊起,问:
(1)感应电流的方向(请将电流方向标在本题图上)以及感应电流的大小;
(2)经过多长时间能吊起重物。
如图甲所示,两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上,间距,一端通过导线与阻值为的电阻连接;导轨上放一质量为的金属杆,金属杆与导轨的电阻均忽略不计,整个装置处于竖直向上的大小为的匀强磁场中,现用于导轨平行的拉力F作用在金属杆上,金属杆运动的图像如图乙所示,(取重力加速度)求:
(1)时拉力的大小及电路的发热功率;
(2)在内,通过电阻R上的电量。
如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值的电阻;导轨间距为L=1m;质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω,长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数,导轨平面的倾角为在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为,今让金属杆AB由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量,求:
(1)当AB下滑速度为2m/s时加速度的大小
(2)AB下滑的最大速度
(3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量
如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为的电阻.匀强Z.X.X.K]磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻消耗的功率为,求该速度的大小;
(3)在上问中,若=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.
(g取10rn/s2,sin37°=0.6, cos37°=0.8)
把一个用丝线悬挂的铅球放在电路中的线圈上方,如图所示,在下列三种情况下,悬挂铅球的丝线所受的拉力与铅球不在线圈上方时比较:
(1)当滑动变阻器的滑片向右移动时,拉力__________.
(2)当滑片向左移动时,拉力______________.
(3)当滑片不动时,拉力____________.(填“变大”、“不变”或“变小”)