分析 (1)開始下滑時,速度為零,無感應(yīng)電流產(chǎn)生,因此不受安培力,故根據(jù)牛頓第二定律可直接求解結(jié)果.
(2)金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,金屬棒所受合外力為零,根據(jù)平衡條件求出安培力,然后根據(jù)公式P=Fv求解.
(3)結(jié)合第(2)問求出回路中的感應(yīng)電流,然后根據(jù)電功率的公式求解.
解答 解:(1)金屬棒開始下滑的初速為零,根據(jù)牛頓第二定律有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma…①
由①式解得:a=g(sinθ-μcosθ)=10×(O.6-0.25×0.8)m/s2=4m/s2…②
故金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小為4m/s2.
(2)設(shè)金屬棒運動達到穩(wěn)定時,速度為v,所受安培力為F,棒在沿導軌方向受力平衡,有:
mgsinθ-μmgcosθ-F=0…③
此時金屬棒克服安培力做功的功率等于電路中電阻R消耗的電功率:P=Fv…④
由③、④兩式解得:v=$\frac{P}{F}$=$\frac{P}{mg(sinθ-μcosθ)}$=$\frac{8}{0.2×10×(0.6-0.25×0.8)}$m/s=10m/s…⑤
故當金屬棒下滑速度達到穩(wěn)定時,棒的速度大小為10m/s.
(3)設(shè)電路中電流為I,兩導軌間金屬棒的長為l,磁場的磁感應(yīng)強度為B,感應(yīng)電流為:
I=$\frac{BLv}{R}$…⑥
功率為:P=I2R…⑦
由⑥、⑦兩式解得:B=0.4T…⑧
故磁感應(yīng)強度的大小為0.4T,方向垂直導軌平面向上.
答:
(1)金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小為4m/s2;
(2)該速度的大小為10m/s;
(3)在上問中,若R=2Ω,磁感應(yīng)強度的大小為0.4T.
點評 解這類問題的突破口為正確分析安培力的變化,正確分析導體棒的運動狀態(tài),從力和功率兩個角度進行列方程求解.
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 桌面對物體的支持力與物體所受重力是一對平衡力 | |
B. | 物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力 | |
C. | 物體對桌面的壓力就是物體的重力,這兩個力是同一種力 | |
D. | 物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡的力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 激光的平行度非常好,真空中激光的傳播速度比普通光更大 | |
B. | 太陽光下的肥皂泡表面呈現(xiàn)出彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象 | |
C. | 拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加一個偏振片以減弱反射光的強度 | |
D. | 紅外線高空攝影利用的是紅外線具有較強的熱作用 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 線圈中磁通量變化越大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就一定越大 | |
B. | 磁感線可以形象地描述磁場的強弱和方向,磁感線上每一點的切線方向就表示該點的磁場方向 | |
C. | 通電導線在磁場中某處不受安培力作用,則該處磁感應(yīng)強度一定為零 | |
D. | 粒子在只受洛倫茲力的作用下運動時,其動能和速度均不變 |
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