(6分)如图所示,足够长的光滑金属框竖直放置,框宽L=0.5 m框的电阻不计,匀强磁场磁感应强度B=1 T,方向与框面垂直,金属棒MN的质量为100 g,电阻为1 Ω.现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落,从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C,求此过程中回路产生的电能.(空气阻力不计,g=10 m/s2)
(12分)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够、电阻不计的平行金属导轨相距1 m,导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻.匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2 kg、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. (g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(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R消耗的功率为8 W,求该速度的大小.
(3)在上问中,若R=2 Ω,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.
(12分)如图所示,金属杆ab可在平行金属导轨上滑动,金属杆电阻R0=0.5 Ω,长L=0.3 m,导轨一端串接一电阻R=1 Ω,匀强磁场磁感应强度B=2 T,当ab以v=5 m/s向右匀速运动过程中,求:
(1)ab间感应电动势E
(2)所加沿导轨平面的水平外力F的大小
(3)在2 s时间内电阻R上产生的热量Q
在面积为2m2的平面圆形线圈中接有一个电容为20μF的电容器C,磁感强度的方向垂直于纸面向里,如图所示,当磁感强度以0.05T/s的速率增加时,电容器的电量Q=________C,其上极板带________电。
如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m,电阻均为R.若要使cd静止不动,则ab杆应向_______运动,速度大小为___________,作用于ab杆上的外力大小为_________
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如图,两根平行光滑长直金属导轨,其电阻不计,导体棒ab和cd跨在导轨上,ab电阻大于cd电阻。当cd在外力F2作用下匀速向右滑动时,ab在外力F1作用下保持静止,则ab两端电压Uab,和cd两端电压Ucd相比,Uab________Ucd,外力F1和F2相比,F1________F2(填【题文】=或<)。