如图所示,足够长的两根相距为0.5 m 的平行光滑导轨竖直放置,导轨电阻不计,磁感应强度B为0.8 T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面.两根质量均为0.04 kg的可动金属棒ab和cd都与导轨接触良好,金属棒ab和cd的电阻分别为1 Ω和0.5 Ω,导轨最下端连接阻值为1 Ω的电阻R,金属棒ab用一根细绳拉住,细绳允许承受的最大拉力为0.64 N.现让cd棒从静止开始落下,直至细绳刚被拉断,此过程中电阻R上产生的热量为0.2 J(g取10 m/s2).求:
(1)此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab和Qcd;
(2)细绳被拉断瞬间,cd棒的速度v;
(3)细绳刚要被拉断时,cd棒下落的高度h.
如图所示,abcd是一边长为l的匀质正方形导线框,总电阻为R,今使线框以恒定速度v水平向右穿过方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域.已知磁感应强度为B,磁场宽度为3l,求线框在进入磁区、完全进入磁区和穿出磁区三个过程中a、b两点间电势差的大小.
风力发电作为新型环保新能源,几年来得到了快速发展,如图7所示风车阵中发电机输出功率为100 kW,输出电压是250 V,用户需要的电压是220 V,输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%,试求:
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比.
(2)画出此输电线路的示意图.
(3)用户得到的电功率是多少.
如图所示,AB和CD是足够长的平行光滑导轨,其间距为l,导轨平面与水平面的夹角为θ。整个装置处在磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面且向上的匀强磁场中。AC端连有阻值为R的电阻。若将一质量为m、垂直于导轨的金属棒EF在距BD端s处由静止释放,则棒滑至底端前会有加速和匀速两个运动阶段(金属棒及导轨的电阻不计)。求:
(1)金属棒下滑速度为v时的加速度。
(2)金属棒下滑过程中的最大速度。
(3)金属棒下滑至BD端过程中,电阻R上产生的热量。
(4)若用大小为F、方向沿斜面向上的恒力把金属棒EF从BD位置由静止推至距BD端s处,此时撤去该力,金属棒EF最后又回到BD端。金属棒棒自BD端出发又回到BD端的整个过程中,有多少电能转化成了内能?
如图所示,质量分别为、的两个小物块静止在光滑的水平面上,彼此用轻弹簧相连,弹簧处于自由伸长状态。质量为的子弹以速度为水平入射到物块内(子弹未射出),试求:
(1)子弹打入后,的速度
(2)弹簧压缩到最短时,的速度
(3)整个运动过程中,弹簧的最大弹性势能为多少?(弹簧始终在弹性限度范围内)
如图所示为一发电机的示意图,转子是一只边长的正方形线圈,共100匝,将它置于的匀强磁场中,绕着垂直于磁场方向的轴以的角速度匀速转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂直,已知线圈的电阻为,外电路的电阻为,试求:
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
(2)电压表的示数。
(3)1min内,外电阻R上发的热。
(4)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻R的电量。