如图,两金属杆ab、cd的长度均为L=1m,电阻分别为Rab=0.2Ω、Rcd=0.8Ω,质量分别为mab=0.5kg、mcd=0.2kg,用两根质量及电阻均可忽略且不可伸长的柔软导线将两杆连接成闭合回路,悬挂在水平光滑绝缘圆棒两侧,两金属杆都保持水平,整个装置处在与回路平面垂直的匀强磁场中,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,重力加速度g=10m/s2。释放两金属杆,经过一段时间后,金属杆以b匀速下落,不计导体棒间的安培力,求:
(1)金属杆ab匀速下落时,导线上的拉力大小;
(2)金属杆ab匀速下落的速度。
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如图,两金属杆ab、cd的长度均为L=1m,电阻分别为Rab=0.2Ω、Rcd=0.8Ω,质量分别为mab=0.5kg、mcd=0.2kg,用两根质量及电阻均可忽略且不可伸长的柔软导线将两杆连接成闭合回路,悬挂在水平光滑绝缘圆棒两侧,两金属杆都保持水平,整个装置处在与回路平面垂直的匀强磁场中,匀强磁场磁感应强度B=0.5T,重力加速度g=10m/s2。释放两金属杆,经过一段时间后,金属杆以b匀速下落,不计导体棒间的安培力,求:
(1)金属杆ab匀速下落时,导线上的拉力大小;
(2)金属杆ab匀速下落的速度。
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(15分)如图所示,足够长平行金属导轨倾斜放置,倾角为37°,宽度为0.5 m,电阻忽略不计,其上端接一小灯泡,电阻为1 Ω。质量为0.2 kg的导体棒MN垂直于导轨放置,距离顶端1m,接入电路的电阻为1Ω,两端与导轨接触良好,与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。先固定导体棒MN,2s后让MN由静止释放,运动一段时间后,小灯泡稳定发光。重力加速度g取10 m/s2,sin37°=0.6。求
(1)1s时流过小灯泡的电流大小和方向;
(2)小灯泡稳定发光时消耗的电功率;
(3)小灯泡稳定发光时导体棒MN运动的速度。
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如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。(g=10m/s2)
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。
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