如图所示,质量m1=0.1kg,电阻R1=0.3Ω,长度l=0.4m的导体棒ab横放在U型金属框架上.框架质量m2=0.2kg,放在绝缘水平面上,与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,相距0.4m的MM′、NN′相互平行,电阻不计且足够长.电阻R2=0.1Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T.垂直于ab施加F=2N的水平恒力,ab从静止开始无摩擦地运动,始终与MM′、NN′保持良好接触,当ab运动到某处时,框架开始运动.设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.
(1)求框架开始运动时ab速度v的大小;
(2)从ab开始运动到框架开始运动的过程中,MN上产生的热量Q=0.1J,求该过程ab位移x的大小.
现代人喜欢到健身房骑车锻炼,某同学根据所学知识设计了一个发电测速装置,如图所示。自行车后轮置于垂直车身平面向里的匀强磁场中,后轮圆形金属盘在磁场中转动时,可等效成一导体棒绕圆盘中心O转动。已知磁感应强度B=0.5T,圆盘半径l=0.3m,圆盘电阻不计。导线通过电刷分别与后轮外边缘和圆心O相连,导线两端a、b间接一阻值R=10Ω的小灯泡。后轮匀速转动时,用电压表测得a、b间电压U=0.6V。
(1)与a连接的是电压表的正接线柱还是负接线柱?
(2)圆盘匀速转动10分钟,则此过程中产生了多少电能?
(3)自行车车轮边缘线速度是多少?
如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有半径为r的光滑圆形导体框架,OC为一能绕O在框架上滑动的导体棒,Oa之间连一个电阻R,导体框架与导体电阻均不计,若要使OC能以角速度ω匀速转动,则导体棒产生的电动势是 ______ ,外力做功的功率是 ______ .
如图所示,边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n,线圈电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场中的边界上,磁感应强度为B,现在线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求:
(1) 线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的热量_______
(2) 线圈从图示位置转过60°的过程中电阻R上通过的电荷量_____
(3) 磁通量的最大变化率为__________
如图所示,线圈内有理想边界的磁场,当磁感应强度均匀增加时,有一带电粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带 __________电,若增大磁感应强度的变化率,则带电粒子将 ________(填“向上运动”、“向下运动”或“静止”) 。
如图所示,两个由完全相同的金属导线制成的圆环在同一平面上同心放置,半径r2=2r1,匀强磁场的方向与环面垂直,磁感应强度均匀变化.若磁场限制在小圆环之内,则小环与大环中感应电流之比I1:I2=__________ ;若小环内外均有磁场,则I1:I2= _________(感应电流的磁场相对于原磁场可忽略).