如图,一无限长通电直导线固定在光滑水平面上,金属环质量为0.4kg,在该平面上以m/s、与导线成60°角的初速度运动,最后达到稳定状态,这一过程中
A.金属环受到的安培力与运动的方向相反
B.在平行于导线方向金属环做减速运动
C.金属环中最多能产生电能为0.8J
D.金属环动能减少量最多为0.6J
如图,方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨,两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上.t=0时,棒ab以初速度v0向右滑动.运动过程中,ab、cd始终与导轨垂直并接触良好,两者速度分别用v1、v2表示,回路中的电流用I表示.下列图像中可能正确的是
A. B. C. D.
发电机和电动机具有装置上的类似性 ,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.
在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中,两根光滑平等金属轨道、固定在水平面内,相距为,电阻不计.电阻为的金属导体棒垂直于、放在轨道上,与轨道接触良好,以速度(平行于)向右做匀速运动.
图1轨道端点间接有阻值为的电阻,导体棒受到水平向右的外力作用.图2轨道端点间接有直流电源,导体棒通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为.
(1)求在时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能;
(2)从微观角度看,导体棒中的自由电荷所受洛伦兹在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.
a.请在图3(图1的导体棒)、图4(图2的导体棒)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.
b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.
扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌,为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其微小振动,如图所示,无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是
A.
B.
C.
D.
两条平行虚线间存在一匀强磁场,磁感应强度方向与纸面垂直.边长为、总电阻为的正方形导线框abcd位于纸面内,cd边与磁场边界平行,如图(a)所示.已知导线框一直向右做匀速直线运动,cd边于时刻进入磁场.线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时,感应电动势取正).下列说法正确的是( )
A.磁感应强度的大小为 T
B.导线框运动速度的大小为
C.磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D.在至这段时间内,导线框所受的安培力大小为
教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机内阻可忽略通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为若发电机线圈的转速变为原来的,则
A.R消耗的功率变为 B.电压表V的读数变为
C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变