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,其中重力加速度g=10m/s2,求:
(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)欲将重物吊起,至少金属棒ab所受安培力的大小和方向。
磁感应强度为B的匀强磁场中,水平面内有一根弯成的金属线POQ,其所在平面与磁场垂直,如图所示,光滑长直导线MN与金属线紧密接触,起始时,且MN⊥OQ,所有导线单位长度电阻均为r,当MN以速度v,平行于OQ向右匀速滑动时,求:
(1)闭合电路aOb中感应电流的大小和方向;
(2)驱使MN作匀速运动的外力随时间变化的规律;
(3)整个回路上产生的热功率随时间变化的规律。
如图所示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场。质量为m、带电量为q的粒子从M点以速度v0沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经x轴上的N点和P点,最后又回到M点。设OM=L,ON=2L。求:
(1) 运动粒子带正电还是带负电;
(2) 电场强度E的大小;
(3) 匀强磁场磁感应强度B的大小和方向.
如图所示,在竖直平面内,AB为水平放置的绝缘粗糙轨道,CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道,AB与CD通过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接,圆弧的圆心为O,半径R=0.50m,轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度的大小E=1.0×104N/C,现有质量m=0.20kg,电荷量q=8.0×10-4C的带电体(可视为质点),从A点由静止开始运动,已知SAB=1.0m,带电体与轨道AB、CD间的动摩擦因数均为0.5,假定带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.求:(取g=10m/s2)
(1)带电体运动到圆弧轨道C点时的速度大小.
(2)带电体最终停在何处.
如图所示,半径为R的光滑绝缘半圆形轨道BPD位于竖直平面内,P为与圆心登高的点,D为最高点,其下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,水平轨道的BC段粗糙且BC=R,AC段光滑,竖直线BD的左侧轨道处在水平向右的匀强电场中,电场强度,现有一质量为m、带+q的小滑块(质点). 第一次从A点由静止释放,在小滑块到达C点时即撤去电场,小滑块恰好能滑到P点;第二次从A点静止释放小滑块,在小滑块到达C点时保持电场强度大小不变方向变为竖直向上(半圆形轨道BPD也在该电场中),小滑块恰好能滑到D点,求:
(1)小滑块与BC段的动摩擦因数;
(2)AC段的长度L;
(3)小滑块从D点落在水平轨道上到B点的距离。
如图所示,半圆形竖直光滑轨道bc固定在水平地面上,轨道半径R=0.6m,与水平粗糙地面ab相切,质量m2=0.2kg的物块B静止在水平地面上b点,另一质量m1=0.6kg物块A在a点以v0=10m/s的初速度沿地面滑向物块B,与物块B发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起,之后冲上半圆轨道,到最高点c时,两物块对轨道的压力恰好等于两物块的重力.已知ab两点间距L=3.6m,A与B均可视为质点,空气阻力不计,g取10m/s2.求:
(1)物块A与B刚碰后一起运动的速度v;
(2)物块A和地面间的动摩擦因数μ.