分析 (1)線框的cd邊出磁場(chǎng)時(shí)已達(dá)到穩(wěn)定速度,沿斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng),由E=BLv、I=ER,F(xiàn)安=BIL,及平衡條件列式,即可求得速度.線框的機(jī)械能減少轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)能量守恒求解即可焦耳熱.
(2)對(duì)全過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)量定理列式,從而求解時(shí)間.
解答 解:(1)設(shè)線框的cd邊出磁場(chǎng)時(shí),達(dá)到的穩(wěn)定速度為v.
由E=BLv,I=ER,則得 F=BIL=B2L2vR
根據(jù)平衡條件得 mgsinθ=B2L2vR,v=mgRsinθB2L2
全過(guò)程動(dòng)能定理:2mgLsinθ−W安=12mv2
則Q=W安=2mgLsinθ−m3g2R2sin2θ2B4L4
(2)設(shè)ab邊通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間為t1,此過(guò)程平均電流為¯I1,流過(guò)線框的電量大小為q1,此過(guò)程安培力的沖量為 B¯I1Lt1=BLq1=BL△φR=BLBL2R=B2L3R
同理可得cd邊通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中安培力的沖量為 B¯I2Lt2=B2L3R
全過(guò)程動(dòng)量定理:mgtsinθ−B¯I1Lt1−B¯I2Lt2=mv
則得 t=mRB2L2+2B2L3mgRsinθ
答:
(1)線框達(dá)到的穩(wěn)定速度是mgRsinθB2L2,全過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱為2mgLsinθ-m3g2R2sin2θ2B4L4.
(2)線框穿過(guò)磁場(chǎng)所需要的時(shí)間是mRB2L2+2B2L3mgRsinθ.
點(diǎn)評(píng) 本題是導(dǎo)軌類問(wèn)題,首先要分析線框的運(yùn)動(dòng)情況,正確推導(dǎo)出安培力表達(dá)式,然后運(yùn)用動(dòng)能定理和動(dòng)量定理列式求解.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 人與汽車的平均作用力大約為7500N | |
B. | 安全氣囊減少了汽車對(duì)人的沖量 | |
C. | 安全氣囊減少了人的慣性 | |
D. | 此碰撞過(guò)程中人與汽車的動(dòng)量守恒 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 在BC段加豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) | B. | 在BC段加垂直斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng) | ||
C. | 在BC段加平行斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng) | D. | 在BC段加垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 磁通量變化率的最大值為Ba2w | B. | 感應(yīng)電流的最大值為√2Ba2wR | ||
C. | 流過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為Ba2R | D. | 線圈中產(chǎn)生的熱量2wB2a4πR |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | M點(diǎn)電勢(shì)為零,N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零 | |
B. | M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,N點(diǎn)電勢(shì)為零 | |
C. | Q1帶負(fù)電,Q2帶正電,且Q2電荷量較小 | |
D. | Q1帶正電,Q2帶負(fù)電,且Q2電荷量較大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | F4 | B. | F8 | C. | 3F4 | D. | 3F8 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 電場(chǎng)力不做功 | B. | 電場(chǎng)力做負(fù)功 | ||
C. | 點(diǎn)電荷+q的電勢(shì)能增加 | D. | 點(diǎn)電荷+q的電勢(shì)能減少 |
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