分析 (1)金屬棒a下滑的過程中,由動能定理求a棒剛進入磁場MM′時的速度.再由E=BLv、I=ER+r、F=BIL求出安培力,再使用牛頓第二定律求出加速度;
(2)運用能量守恒定律求出b棒產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)b棒進入磁場后,恰好未與a棒相碰,兩者速度相同,運用動量守恒定律求共同速度,再對兩棒分別運用動量定理列式,聯(lián)立求出h2的值.
解答 解:(1)設(shè)a棒從釋放到MM′時的速度為v1.由動能定理得
mgh1=12mv21
進入磁場后a棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=BLv1.
感應(yīng)電流 I=ERa+R
對a棒,由牛頓第二定律得
BIL=ma
代入數(shù)據(jù)解得 a=3.75m/s2.
(2)設(shè)a、b產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,由能量守恒得
Q=mgh1
則b棒產(chǎn)生的焦耳熱 Qb=RRa+RQ=34Q
聯(lián)立解得 Qb=0.675J
(3)設(shè)b棒到MM′時的速度為v2.由動能定理得
mgh2=12mv22
b棒進入磁場后,兩棒組成的系統(tǒng)合外力為零,系統(tǒng)的動量守恒,設(shè)a、b一起勻速運動的速度為v,取向右為正方向,由動量守恒定律得
mv2=2mv
設(shè)a棒經(jīng)時間△t達到v,對a,由動量定理得
B¯iL•△t=mv-0
又 q=¯i△t
¯i=\frac{\overline{E}}{{R}_{a}+{R}_}
由法拉第電磁感應(yīng)定律得 ¯E=\frac{△Φ}{△t}
a、b恰好不相碰,有△Φ=BLx
聯(lián)立解得 h2=1.8m
答:
(1)a棒進入磁場MM′時加速度的大小是3.75m/s2;
(2)a棒從釋放到OO′的過程中,b棒產(chǎn)生的焦耳熱是0.675J;
(3)若MM′、OO′間的距離x=2.4m,b棒進入磁場后,恰好未與a棒相碰,h2的值是1.8m.
點評 該題是電磁感應(yīng)與力學多個知識點的綜合運用.做這類問題我們還是應(yīng)該從運動過程分析和受力分析入手研究,運用力學物理規(guī)律求解問題.要注意a、b兩棒進入磁場時系統(tǒng)的合外力為零,遵守動量守恒定律.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 第1s與第4s的速度方向相同 | |
B. | 第1s的加速度大于第5s的加速度 | |
C. | 第Ⅰ段與第Ⅲ段的平均速度相等 | |
D. | 第Ⅰ段與第Ⅲ段的加速度的方向不相同 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 若斜面光滑,則v′=v | |
B. | 若斜面光滑,則v′>v | |
C. | 若斜面光滑,在滑塊下滑過程中重力所做的功等于滑塊機械能的增加量 | |
D. | 若斜面粗糙,在滑塊下滑過程中重力所做的功等于滑塊動能的增加量 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 當M被拉至A點處時,橡皮筋長度OA可能小于l | |
B. | 當M被分別拉到A、B兩點處時,橡皮筋的彈力TA=TB | |
C. | 當M被分別拉到A、B兩點處時,所用水平拉力FA<FB | |
D. | 上述過程中此橡皮筋的彈力不遵循胡克定律 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com