如图甲所示,不变形、足够长、质量为m1=0.2kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上,QP与MN平行且距离d=1m,Q、M间导体电阻阻值R=4Ω,右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2;光滑金属杆KL电阻阻值r=1Ω,质量m2=0.1kg,垂直于QP和MN,与QM平行且距离L=0.5m,左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余电阻不计。从t=0开始,垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。
(1)求在整个过程中,导轨受到的静摩擦力的最大值fmax;
(2)如果从t=2s开始,给金属杆KL水平向右的外力,外力对金属杆作用的功率保持不变为P0=320W,杆到达最大速度时撤去外力,求撤去外力后QM上产生的热量QR=?
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如图甲所示,不变形、足够长、质量为m1=0.2kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上,QP与MN平行且距离d=1m,Q、M间导体电阻阻值R=4Ω,右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2;光滑金属杆KL电阻阻值r=1Ω,质量m2=0.1kg,垂直于QP和MN,与QM平行且距离L=0.5m,左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余电阻不计。从t=0开始,垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。
(1)求在整个过程中,导轨受到的静摩擦力的最大值fmax;
(2)如果从t=2s开始,给金属杆KL水平向右的外力,外力对金属杆作用的功率保持不变为P0=320W,杆到达最大速度时撤去外力,求撤去外力后QM上产生的热量QR=?
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如图甲所示,不变形、足够长、质量为m1=0.2kg的“U”形金属导轨PQMN放在绝缘水平桌面上,QP与MN平行且距离d=1m,Q、M间导体电阻阻值R=4Ω,右内侧紧靠两固定绝缘小立柱1、2;光滑金属杆KL电阻阻值r=1Ω,质量m2=0.1kg,垂直于QP和MN,与QM平行且距离L=0.5m,左侧紧靠两固定绝缘小立柱3、4。金属导轨与桌面的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,其余电阻不计。从t=0开始,垂直于导轨平面的磁场磁感应强度如图乙所示。
(1)求在整个过程中,导轨受到的静摩擦力的最大值fmax;
(2)如果从t=2s开始,给金属杆KL水平向右的外力,外力对金属杆作用的功率保持不变为P0=320W,杆到达最大速度时撤去外力,求撤去外力后QM上产生的热量QR=?
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如图所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L=1m,导轨平面与水平面成=30°角,上端连接的电阻.质量为m=0.2kg、阻值的金属棒ab放在两导轨上,与导轨垂直并接触良好,距离导轨最上端d=4m,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向上.
(1)若磁感应强度B=0.5T,将金属棒释放,求金属棒匀速下滑时电阻R两端的电压;
(2)若磁感应强度的大小与时间成正比,在外力作用下ab棒保持静止,当t=2s时外力恰好为零.求ab棒的热功率;
(3)若磁感应强度随时间变化的规律是,在平行于导轨平面的外力F作用下ab棒保持静止,求此外力F的大小范围.
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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=lm,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,为保持ab棒静止,需要在棒的中点施加一平行于导轨平面的外力F,4s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,测出棒从静止开始运动到该位置过程中通过的距离为x=1.6m,(g=10m/s2)求:
(1)当t=3s时,外力F的大小和方向;
(2)R两端电压达到恒定值时,金属棒的速度
(3)从t=0时刻到R两端电压达到恒定,电阻R上产生的焦耳热
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如图所示,在足够高的水平桌面上放置两条相距l、足够长的平行导轨ab、cd,阻值R=1.0Ω的电阻与导轨a、d端相连,质量m1=0.5 kg、长度l=1 m、电阻r=0.5Ω的金属杆垂直于导轨并可在导轨上滑动,与导轨间的动摩擦因数μ=0.2。整个装置处在匀强磁场中,磁场方向竖直向上、磁感应强度的大小B=1T。金属杆的中点系一不可伸长的绝缘轻绳,绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量m2=0.5 kg的物块相连,绳处于拉直状态,其他电阻不计。物块从静止开始释放,g取10 m/s2,则物块在下落过程中
A. 最终将做匀速直线运动
B. 最大加速度为10 m/s2
C. 最大速度为6 m/s
D. 电阻R上产生的热量等于导体棒克服安培力做的功
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