如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为θ,导轨的上端接有定值电阻,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度大小为B.将质量为m、长度为L的导体棒从导轨上端由静止释放,当下滑的速度为v时导体棒开始匀速运动,此时对导体棒施加平行导轨向下的拉力并保持拉力的功率恒定,导体棒在拉力的作用下沿导轨下滑一段时间后,以2v的速度匀速运动.导体棒下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g.求:
(1)导体棒的速度为时的加速度大小a;
(2)拉力的功率P;
(3)导体棒以速度2v匀速下滑时,电阻R上消耗的电功率.
如图甲所示,面积为S的N匝线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示,设垂直线圈平面向外为磁场的正方向。电阻R1、R2,电容C,线圈A的电阻r,B0、t0均为已知量。t=0时刻,闭合开关S。
(1)t=时,求通过R2的电流大小及方向;
(2)t=t1时刻断开S,求S断开后通过R2的电荷量。
如图所示,竖直平面内的xOy直角坐标系范围内均匀分布有竖直向下的匀强电场,有界匀强磁场分布于y轴的右侧,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与坐标平面垂直。一带负电的粒子以速度v进入匀强电场,且在第三象限刚好做匀速直线运动,后经坐标原点进入匀强磁场,粒子进入匀强磁场时与x轴、y轴夹角均为。已知该粒子带电荷量为-q,质量为m,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小E;
(2)该带电粒子从磁场中射出时通过y轴的纵坐标。
如图所示,两根相同的轻质弹簧的劲度系数为k,静止吊起一根长为L、质量为m的匀质水平金属棒PQ,金属棒处于方向水平向外的匀强磁场中.当金属棒中通有由P端流向Q端的电流I时,弹簧的伸长量为x.重力加速度为g.求:
(1)金属棒所受安培力的大小和方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度的大小.
如图为某同学验证楞次定律的实验,在水平面固定一“U”形铝框架,框架上置一铝杆ab,不计摩擦,将条形磁铁放在框架正上方,当将磁铁做如下运动时,判断杆ab的运动方向:
(1)将磁铁竖直向上运动时,杆ab将向_________运动。
(2)将磁铁竖直向下运动时,杆ab将向_________运动。
(3)将磁铁水平向右运动时,杆ab将向_________运动。(填“左”或“右”)
如图所示的天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽为l,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I时(方向顺时针,如图)时,在天平左、右两边各加上质量分别为m1、m2的砝码,天平平衡.当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平重新平衡.由此可知:磁感应强度的方向为________,大小为________.