在电磁感应现象中,根据磁通量发生变化的方式不同可以将感应电动势分为“动生电动势”和“感生电动势”两种。
(1)如图所示,相互平行的金属导轨MN、PQ固定在水平面内,导轨间距为L。导体棒ab垂直放置在两导轨上。导轨的左端接一阻值为R的定值电阻,其它电阻不计。整个装置处在竖直向下匀强磁场中,磁感应强度大小为B。现对导体棒ab施加一水平向右的恒力F,使其由静止开始运动,运动过程中导体棒未滑出导轨。求:
a.ab棒的速度大小为v时,其所受安培力的大小FA;
b.ab棒运动过程中能达到的最大速度vm。
(2)如图所示,空间内存在着均匀分布的有界磁场,磁场的某个横截面是以O为圆心、r0为半径的圆。磁场的磁感应强度B随时间t均匀增强,设。将一半径为r(r< r0)的金属圆环放在磁场中,圆环所在平面与磁场垂直,圆心与O点重合。
a.求圆环中感生电动势大小ε;
b.圆环处感生电场场强的大小E。
如图所示,A、B和M、N为两组平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子,自A板中央小孔进入A、B间的电场,经过电场加速,从B板中央小孔射出,沿M、N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的电压为U0,极板M、N的长度为l,极板间的距离为d。不计粒子重力及其在a板时的初速度。
(1)求粒子到达b板时的速度大小v;
(2)若在M、N间只加上偏转电压U,粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y;
(3)若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场,粒子恰好从N板的右侧边缘飞出,求磁感应强度B的大小和方向。
交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m,bc=ad=0.2m,共50匝,线圈电阻r=1Ω,线圈在B=0.2T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴OO′以200 rad/s的角速度匀速转动,外接电阻R=7Ω,如图所示.求:
(1)从图示位置开始计时,线圈中产生的感应电动势大小随时间变化的函数表达式;
(2)电压表读数;
(3)电阻R上的电功率.
如图甲所示,在水平地面上固定一对与水平面倾角为的光滑平行导电轨道,轨道间的距离为,两轨道底端的连线与轨道垂直,顶端接有电源.将一根质量为的直导体棒放在两轨体会配合,且与两轨道垂直.已知轨客导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略,通过导体棒的恒定电流大小为,方向由到,图乙为图甲沿方向观察的平面图.若重力加速度为,在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在轨道上保持静止.
()请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图;
()求出磁场对导体棒的安培力的大小;
()如果改变导轨所在空间的磁场方向,试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度的最小值的大小和方向.
如图所示,两根相距为L的光滑金属导轨CD、EF固定在水平面内,并处在方向竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为R的定值电阻,将质量为m、电阻可忽略不计的金属棒MN垂直放置在导轨上。t=0时刻,MN棒与DE的距离为d,金属棒MN以恒定速度v向右运动过程中;MN棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计空气阻力。
(1)若所加匀强磁场的磁感应强度为B且保持不变,请根据法拉第电磁感应定律E=推导金属棒MN中的感应电动势E=BLv;
(2)若从t=0时刻起,所加的匀强磁场的磁感应强度B从B0开始逐渐减小时,恰好使回路中不产生感应电流,试从磁通量的角度分析磁感应强度B的大小随时间t的变化规律。
利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。
(1)应该选择的实验电路是图中的_______(选项“甲或‘乙”);
(2)现有开关和导线若干,以及以下器材:
A.电流表A1:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω
B.电压表V1:量程0~3V,内阻约3kΩ
C.电压表V2:量程0~15V,内阻约15kΩ
D.滑动变阻器0~50Ω
E.滑动变阻器0~500Ω
实验中电压表应选用:_______;滑动变阻器应选用:_______(选填相应器材前的字母);
(3)某位同学记录下数据,并画出一图线。根据图中所画图线可得出干电池的电动势E=_______V,内电阻r=_______Ω;
(4)甲电路中,产生误差的主要原因是_______;
(5)若采用甲电路图,实验过程中存在系统误差。在图所绘图像中,虚线代表没有误差情况下,电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图像,实线是根据测量数据绘出的图像,则图中能正确表示二者关系的是_______(选填选项下面的字母)。
A. B. C.D.