如图,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s 。一质量为m ,电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)的水平力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大。 (已知l=1m,m=1kg,R=0.3W ,r=0.2W,s=1m)
(1)该金属棒在磁场中做匀速运动还是匀加速运动?
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
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如图所示,线圈内有理想边界的磁场,开始时磁场的磁感应强度为B0 . 当磁场均匀增加时,有一带电微粒静止于平行板(两板水平放置)电容器中间,若线圈的匝数为1 ,平行板电容器的板间距离为d ,粒子的质量为m,带电荷量为q.(设线圈的面积为S)求:
(1) 开始时穿过线圈平面的磁通量的大小.
(2) 处于平行板电容器间的粒子的带电性质.
(3) 磁感应强度的变化率.
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一座小型水电站,它输出的功率是20KW,输电电压是400V。输电线的总电阻是0.5W,用户得到的电功率是多少KW?
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如图所示,将边长为a、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出,穿过宽度为b、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里.线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半,线框离开磁场后继续上升一段高度,然后落下并匀速进人磁场.整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f且线框不发生转动.求:
(1)线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度V2;
(2)线框在上升阶段刚离开磁场时的速度V1;
(3)线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q.
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矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动,线圈共100匝,转动的角速度为π/3(rad/s),在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb,则:
(1)线圈平面转到与磁感线平行时,感应电动势为多少?
(2)当线圈平面与中性面夹角为π/3时,感应电动势为多少?
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如图所示,有一磁感强度B=2T的水平匀强磁场,垂直匀强磁场放置一很长的金属框架,框架上有一导体ab保持与框架边垂直、由静止开始下滑.已知ab长10cm,质量为0.1Kg,电阻为1Ω,框架电阻不计,取g=10m/s2.求:
(1)导体ab下落的最大加速度和最大速度;
(2)导体ab在最大速度时产生的电功率.
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一单匝矩形线圈abcd放置在水平面内,线圈面积为S = 100cm2,线圈处在匀强磁场中,磁场方向与水平方向成30°角,求:
(1)若磁场的磁感应强度B = 0.1T,则穿过线圈的磁通量为多少?
(2)若磁感应强度方向改为与线圈平面垂直,且大小按B = 0.1+0.2t(T)的规律变化,线圈中产生的感应电动势为多大?
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如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的 P2点进入磁场,并经过y轴上y=处的P3点。不计重力。求:
(l)电场强度的大小
(2)粒子到达P2时的速度
(3)磁感应强度的大小。
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如图所示,一带电为+q质量为m的小球,从距地面高h处以一定的初速水平抛出, 在距抛出点水平距离为L处有根管口比小球略大的竖直细管,管的上口距地面h/2。为了使小球能无碰撞地通过管子(即以竖直速度进入管子),可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,(重力加速度为g)求:
(1)小球的初速度
(2)应加电场的场强
(3)小球落地时的动能
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如图所示,电解槽A与电炉R并联后接到电源上,电源内阻r =1Ω,电炉电阻R=19Ω,电解槽接入电路中的电阻=0.5Ω.当K1闭合、K2断开时,电炉消耗功率684W;K1、K2都闭合时电炉消耗功率475W(电炉电阻可看作不变).试求
(1)电源的电动势;
(2)K1、K2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)K1、K2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。
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