如图所示,金属棒a从高为h处由静止沿光滑的弧形导轨下滑进入光滑导轨的水平部分,导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中.在水平部分原先静止有另一根金属棒b,已知ma=2m,mb=m,整个水平导轨足够长,并处于广阔的匀强磁场中,假设金属棒a始终没跟金属棒b相碰,重力加速度为g.求:
(1)金属棒a刚进入水平导轨时的速度;
(2)两棒的最终速度;
(3)在上述整个过程中两根金属棒和导轨所组成的回路中消耗的电能.
如图所示,足够长的平行光滑金属导轨水平放置,宽度L=0.4m,一端连接R=1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=1T.导体棒MN放在导轨上,其长度恰好等于导轨间距,与导轨接触良好,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下,导体棒沿导轨向右匀速运动,速度v=5m/s。求:
(1)感应电动势E和感应电流I;
(2)拉力F的大小;
如图所示,面积为0.3 m2的100匝线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面向外.磁感应强度随时间变化的规律是B=(6-0.2t) T,已知电路中的R1=4 Ω,R2=6 Ω,电容C=30 μF,线圈A的电阻r=2Ω,求:
(1) 闭合S后,通过R2的电流大小及方向;
(2) 闭合S一段时间后,再断开S,求S断开后通过R2的电荷量是多少?
如图所示,平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角=30°,导轨间距为L=0.5m,上端接有R=3Ω的电阻,在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,磁场区域为OO′O1O1′,磁感应强度大小为B=2T,磁场区域宽度为d=0.4m,放在轨道的一金属杆ab质量为m=0.08kg、电阻为r=2Ω,从距磁场上边缘d0处由静止释放,金属杆进入磁场上边缘的速度v=2m/s.两轨道的电阻可忽略不计,杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,重力加速度大小为g=l0m/s2,求:
(1)金属杆距磁场上边缘的距离d0;
(2)金属杆通过磁场区域的过程中通过的电量q;
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热Q.
如图所示,光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属杆,杆上挂有一光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为h的地方,无初速释放一磁铁B(可视为质点),B下滑至水平轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动,设A、B的质量分别为M、m,若最终A、B速度分别为vA、vB.
(1)螺旋管A将向哪个方向运动?
(2)全过程中整个电路所消耗的电能.
如图甲所示,一个匝数n=100的圆形导体线圈,面积S1=0.4 m2,电阻r=1 Ω。在线圈中存在面积S2=0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2 Ω的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的是( )
A.圆形线圈中产生的感应电动势E=6 V B.在0~4 s时间内通过电阻R的电荷量q=6 C
C.设b端电势为零,则a端的电势φa=3 V D.在0~4 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q=18 J