如图甲所示,间距L=0.5 m的两根光滑平行长直金属导轨倾斜放置,导轨平面倾角θ=30°.导轨底端接有阻值R=0.8 Ω的电阻,导轨间有Ⅰ、Ⅱ两个矩形区域,其长边都与导轨垂直,两区域的宽度均为d2=0.4 m,两区域间的距离d1=0.4 m,Ⅰ区域内有垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小B0=1 T,Ⅱ区域内的磁感应强度B随时间t变化如图乙所示,规定垂直于导轨平面向上的磁感应强度方向为正方向.t=0时刻,把导体棒MN无初速度地放在区域Ⅰ下边界上.已知导体棒的质量m=0.1 kg,导体棒始终与导轨垂直并接触良好,且导体棒在磁场边界时都认为处于磁场中,导体棒和导轨电阻不计,取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)0.1 s内导体棒MN所受的安培力大小;
(2)t=0.5 s时回路中的电动势和流过导体棒MN的电流方向;
(3)0.5 s时导体棒MN的加速度大小.
一热气球体积为V,内部充有温度为的热空气,气球外冷空气的温度为已知空气在1个大气压、温度为时的密度为,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g.
(1)求该热气球所受浮力的大小;
(2)求该热气球内空气所受的重力;
(3)设充气前热气球的质量为,求充气后它还能托起的最大质量.
如图,一质量为m,边长为h的正方形金属线框abcd自某一高度由静止下落,依次经过两匀强磁场区域,且金属线框bc边的初始位置离磁场B1的上边界的高度为,两磁场的磁感应强度分别为B1和B2,且B1=2B0,B2=B0(B0已知),两磁场的间距为H(H未知,但H>h),线框进入磁场B1时,恰好做匀速运动,速度为v1(v1已知),从磁场B1中穿出后又以v2匀速通过宽度也为h的磁场B2。
(1)求v1与v2的比值;
(2)写出H与h的关系式;
(3)若地面离磁场B2的下边界的高度为h,求金属线框下落到地面所产生的热量。(用m、h、g表示)
如图所示,在外力的作用下,导体杆OC可绕O轴沿半径为r的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度ω匀速转动,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,A、O间接有电阻R,杆和框架电阻不计,则所施外力的功率为多少?
如图所示,矩形线框abcd处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与线框平面垂直,线框ab长为2L,bc长为L,MN为垂直于ab并可在ab和cd上自由滑动的金属杆,且杆与ab和cd接触良好,abcd和MN上单位长度的电阻皆为r.让MN从ad处开始以速度v向右匀速滑动,设MN与ad之间的距离为x(0≤x≤2L),则在整个过程中( )
A.当x=0时,MN中电流最小
B.当x=L时,MN中电流最小
C.MN中电流的最小值为
D.MN中电流的最大值为
1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是
A.圆盘上产生了感应电动势
B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动