如图甲所示,在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环,圆环所围面积为0.1m2,圆环电阻为0.2Ω。在第1s内圆环中的感应电流I从上往下看为顺时针方向。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(其中在4~5s的时间段呈直线)。则( )
A.在0~5s时间段,感应电流先减小再增大
B.在0~2s时间段感应电流沿顺时针方向,在2~5s时间段感应电流也沿顺时针方向
C.在0~5s时间段,圆环最大发热功率为5.0×10-4W
D.在0~2s时间段,通过圆环横截面的电荷量为5.0×10-1C
如图所示,有一间距为L且与水平方向成θ角的光滑平行轨道,轨道上端接有电容器和定值电阻,S为单刀双掷开关,空间存在垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B。将单刀双掷开关接到a点,一根电阻不计、质量为m的导体棒在轨道底端获得初速度v0后沿着轨道向上运动,到达最高点时,单刀双掷开关接b点,经过一段时间导体棒又回到轨道底端,已知定值电阻的阻值为R,电容器的电容为C,重力加速度为g,轨道足够长,轨道电阻不计,求:
(1)导体棒上滑过程中加速度的大小;
(2)若已知导体棒到达轨道底端的速度为v,求导体棒下滑过程中定值电阻产生的热量和导体棒运动的时间。
如图,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨,导轨间距为l,电阻不计,左侧接有定值电阻R,质量为m、电阻为r的导体杆,以初速度v0沿轨道滑行,在滑行过程中保持与轨道垂直且接触良好,整个装置处于方向竖直向上,磁感应强度为B的匀强磁场中。宏观规律与微观规律有很多相似之处,导体杆速度的减小规律类似于放射性元素的半衰期,理论上它将经过无限长的时间衰减完有限的速度。
(1)求在杆的速度从v0减小到的过程中:
①电阻R上产生的热量;
②通过电阻R的电量;
(2)①证明杆的速度每减小一半所用的时间都相等;
②若杆的动能减小一半所用时间为t0,则杆的动量减小一半所用时间是多少?
如图所示,匀强磁场的水平边界相距为d,磁感应强度大小为B、水平向里。质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线圈abcd,在磁场上方高h处由静止释放,已知cd边刚进入磁场时与cd边刚离开磁场时速度相等,不计空气阻力,在线圈穿过磁场的整个过程中
A.线圈产生的热量为mgd
B.若L=d,则所用时间为d
C.若L>d,则线圈ab边进磁场时的速度为
D.若L<d,则线圈的最小速度为
如图所示,竖直放置的形光滑导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆( )
A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下
B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间
C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd
D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于
如图所示,水平放置的U形导轨足够长,置于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=5T,导轨宽度L=0.4m,左侧与R=0.5Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上,导体棒ab质量m=2.0kg,电阻r=0.5Ω,与导轨的动摩擦因数μ=0.2,其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下,由静止开始运动了x=40cm后,速度达到最大,取g=10m/s2.求:
(1)导体棒ab运动的最大速度是多少?
(2)当导体棒ab的速度v=1ms时,导体棒ab的加速度是多少?
(3)导体棒ab由静止达到最大速度的过程中,电阻R上产生的热量是多少?