分析 (1)金屬線框進(jìn)入磁場的過程中,減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,機(jī)械能仍均勻減小,因為安培力也為恒力,線框做勻速運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式求出線框進(jìn)入磁場時的速度,結(jié)合功能關(guān)系求出線框進(jìn)入磁場時的距離,從而得出金屬線框剛進(jìn)入磁場到恰完全進(jìn)入磁場所用的時間.
(2)線框剛出磁場時速度最大,線框內(nèi)的電功率最大,根據(jù)速度位移公式求出線框出磁場時的速度,根據(jù)線框進(jìn)入磁場時勻速運(yùn)動得出安培力的大小,綜合功率的表達(dá)式求出最大電功率.
解答 解:(1)金屬線框進(jìn)入磁場的過程中,減小的機(jī)械能等于克服摩擦力和安培力所做的功,機(jī)械能仍均勻減小,因為安培力也為恒力,線框做勻速運(yùn)動.則有:
v12=2as1,其中a=gsin37°-μgcos37°=2m/s2
可解得線框剛進(jìn)入磁場時的速度大小為:v1=1.2m/s.
△E2=Wf2+WA=(f+FA)s2,
其中有:△E2=(0.756-0.666)J=0.09J,f+FA=mgsin37°=0.6N,s2為線框的側(cè)邊長,
即線框進(jìn)入磁場過程運(yùn)動的距離,可求出s2=0.15m.
t=s2v1=0.151.2s=0.125s.
(2)線框剛出磁場時速度最大,線框內(nèi)的電功率最大.
Pm=I2R=B2L2v22R
由v22=v12+2a(l-s2),
解得:v2=1.6m/s
根據(jù)線框勻速進(jìn)入磁場時,有:FA+μmgcos37°=mgsin37°
可求出:FA=0.2N
因為FA=BIL=B2L2v1R,
求得:B2L2=0.01T2m2
將v2、B2L2的值代入得:
Pm=I2R=B2L2v22R=0.427W.
答:(1)金屬線框剛進(jìn)入磁場到恰完全進(jìn)入磁場所用的時間為0.125s;
(2)金屬線框穿越磁場的過程中,線框中產(chǎn)生的最大電功率為0.427W.
點(diǎn)評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下導(dǎo)體棒的平衡問題,根據(jù)平衡條件列出方程;另一條是能量,分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題,根據(jù)動能定理、功能關(guān)系等列方程求解.解決本題的關(guān)鍵能通過圖象分析出物體的運(yùn)動狀況:先做勻加速,再做勻速,接著做勻加速.以及能對線框進(jìn)行正確的受力分析和熟練運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式.
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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. | 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長分布與黑體的溫度無關(guān) | |
B. | 黑體能完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射 | |
C. | 帶電微粒輻射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍 | |
D. | 黑體輻射隨著溫度的升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都增加且輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 船上的同學(xué)觀察到的是拋物線 | B. | 船上的同學(xué)觀察到的是豎直線 | ||
C. | 岸上的同學(xué)觀察到的是豎直線 | D. | 岸上的同學(xué)觀察到的是拋物線 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 2倍 | B. | 1.5倍 | C. | 1倍 | D. | 一半 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在 | |
B. | 赫茲證實(shí)了電磁波的存在 | |
C. | 電磁波的傳播需要介質(zhì) | |
D. | 變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球在t1-t2時間內(nèi)與t2-t3時間內(nèi)運(yùn)動方向相反 | |
B. | 小球在t2時刻速度、加速度均為零 | |
C. | 小球在t1和t3時刻速度大小相等 | |
D. | 小球在0~t2時間內(nèi)所受合外力大于t2-t3時間內(nèi)所受合外力 |
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