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 0.64N.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.
U 形金属导轨 abcd 原来静止放在光滑绝缘的水平桌面上,范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场穿过导轨平面, 一根与 bc 等长的金属棒 PQ 平行 bc 放在导轨上,棒左边靠着绝缘的固定竖直立柱 e、f.已知磁感应强度 B=0.8 T, 导轨质量 M=2 kg,其中 bc 段长 0.5 m、电阻 r=0.4 Ω,其余部分电阻不计,金属棒 PQ 质量 m=0.6 kg、电阻 R= 0.2 Ω、与导轨间的摩擦因数μ=0.2.若向导轨施加方向向左、大小为 F=2 N 的水平拉力,如图所示.求:导轨的最 大加速度、最大电流和最大速度(设导轨足够长,g 取 10 m/s2).
发电机的端电压 220 V,输出电功率 44 kW,输电导线的电阻为 0.2 Ω,如果用初、次级匝数之比为 1∶10 的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级匝数比为 10∶1 的降压变压器降压供给用户,则
(1)求用户得到的电压和功率;
(2)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率.
如图所示,匀强磁场竖直向上穿过水平放置的金属框架,框架宽为L,右端接有电阻R,磁感应强度为B,一根质量为m、电阻不计的金属棒以v0的初速度沿框架向左运动,棒与框架的动摩擦因数为μ,测得棒在整个运动过程中,通过任一截面的电量为q,求:
(1)棒能运动的距离;
(2)R上产生的热量.
某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户,后改用22 kV的电压,在原有输电线路上输送同样的电功率.前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________.要将2.2 kV的电压升高至22 kV,若变压器原线圈的匝数为180匝,则副线圈的匝数应该是________匝.
如图所示,单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,线框面积为 S,电阻为 R. 线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感应电流的有效值 I=___________.线框从中性面开始转过 的过程中,通过导线横截面的电荷量 q=________________。