水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置,间距为L,一端通过导线与阻值R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆(见图甲),导轨的电阻忽略不计,匀强磁场方向竖直向下,用与平轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆从静止开始运动,电压表的读数发生变化,但最终将会保持某一数值U恒定不变;当作用在金属杆上的拉力变为另一个恒定值时,电压表的读数最终相应地会保持另一个恒定值不变,U与F的关系如图乙。若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,金属杆的电阻r=0.5Ω。(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)磁感应强度B;
(2)当F=2.5N时,金属杆最终匀速运动的速度;
(3)在上述(2)情况中,当金属杆匀速运动时,撤去拉力F,此后电阻R上总共产生的热量。
如图所示,在磁感应强度为0.4 T的匀强磁场中,让长为0.9 m、电阻为1 Ω的导体棒ab在金属框上以10 m/s的速度向右匀速滑动,电阻R1=6 Ω, R2=3 Ω,其他导线上的电阻可忽略不计.求:
(1)ab棒中的电流大小与方向;
(2)为使ab棒匀速运动,所加外力应为多大?
(3) R2消耗的电功率多大?
如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.线圈匝数n=40,电阻r=0.1 Ω,长l1=0.05 m,宽l2=0.04 m,角速度ω=100 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2 T.线圈两端外接电阻R=9.9 Ω的用电器和一个交流电流表.求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势;
(2)电流表的读数;
(3)用电器上消耗的电功率.
如图所示,AB是两个同心圆,半径之比RA∶RB=2∶1,A、B是由相同材料,粗细一样的导体做成的,小圆B外无磁场,B内磁场的变化如图所示,求A、B中电流大小之比(不计两圆中电流形成磁场的相互作用).
电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图a所示为电吉他的拾音器的原理图,在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内,当拨动金属弦后,螺线管内就会产生感应电流,经一系列转化后可将电信号转为声音信号。
①金属弦的作用类似“研究电磁感应现象”实验中铁芯的作用,则被拨动后靠近螺线管的过程中,通过放大器的电流方向为 (以图象为准,填“向上”或“向下”)。
②下列说法正确的是 ( )
A.金属弦上下振动的周期越大,螺线管内感应电流的方向变化也越快
B.金属弦上下振动过程中,经过相同位置时速度越大,螺线管中感应电动势也越大
C.电吉他通过扩音器发出的声音随感应电流强度增大而变响,增减螺线管匝数会起到调节音量的作用
D.电吉他通过扩音器发出的声音频率和金属弦振动频率相同,则金属弦振动越快,发出的声越响
③若由于金属弦的振动,螺线管内的磁通量随时间的变化如图b所示,则对应感应电流的变化为 ( )
电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示。现使磁铁自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A.从到,上极板带正电;
B.从到,下极板带正电;
C.从到,上极板带正电;
D.从到,下极板带正电;