分析 (1)重物勻速下降時,金屬桿勻速上升,受力平衡.推導(dǎo)出安培力,由平衡條件列式求出速度v.
(2)重物從釋放到下降h的過程中,重物的重力勢能減小轉(zhuǎn)化為桿的重力勢能和動能、重物的動能及整個回路的內(nèi)能,根據(jù)能量守恒求出整個回路產(chǎn)生的焦耳熱,根據(jù)串聯(lián)電路電流關(guān)系,求出電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR;
(3)當(dāng)回路中總磁通量不變時,金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,此時棒將導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動.根據(jù)磁通量不變,列式求B與t的關(guān)系式.
解答 解:(1)對金屬棒,受到重力mg、向下的安培力F和向上的拉力T,由平衡條件有:
T=mg+F
式中:T=3mg,F(xiàn)=B0IL=B20L2vR+r
所以:v=2mg(R+r)B20L2
(2)設(shè)電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則有能量守恒關(guān)系得:
減少的重力勢能等于增加的動能和焦耳熱Q
即:3mgh=mgh+12(3m)v2+Q總
電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱 QR=RR+rQ總
所以:電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR為 QR=2mghRR+r-8m3g2(R+r)RB40L4
(3)金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應(yīng)電流
即磁通量不變 Φ0=Φt,即
B0Lh=BtL(h+vt+12at2)
又:a=3mg−mg4m=0.5g
則磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化為 Bt=B0h2mg(R+r)B20L2t+14gt2+h
答:
(1)重物勻速下降的速度v是2mg(R+r)B20L2;
(2)重物從釋放到下降h的過程中,電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR是2mghRR+r-8m3g2(R+r)RB40L4.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B怎樣隨時間t變化為 Bt=B0h2mg(R+r)B20L2t+14gt2+h.
點(diǎn)評 本題分別從力和能量兩個角度研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,關(guān)鍵是計算安培力和分析能量如何變化,以及把握沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:磁通量不變.
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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:選擇題
A. | 0.02W | B. | 0.2W | C. | 2W | D. | 20W |
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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. | 加速度等于重力加速度g的位置只有一個 | |
B. | 彈簧彈力的功率為零的位置有兩個 | |
C. | 彈簧彈力對小球先做負(fù)功后做正功 | |
D. | 彈簧彈力做正功過程中小球運(yùn)動的距離大于小球克服彈簧彈力做功過程中運(yùn)動的距離 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在0~3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動 | |
B. | 在1~3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的加速度a=-2 m/s2 | |
C. | 在2~3 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向與規(guī)定的正方向相反,加速度方向同1~2 s內(nèi)的加速度方向相同 | |
D. | 在0~3 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移為4m |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小球過最高點(diǎn)時,桿所受彈力不可以為零 | |
B. | 小球過最高點(diǎn)時的最小速度不是√gR | |
C. | 小球過最高點(diǎn)時,桿對球的作用力可以與球所受重力方向相反,此時重力一定大于桿對球的作用力 | |
D. | 小球過最高點(diǎn)時,桿對球的作用力一定跟小球所受重力的方向相反 |
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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. | 0N 2N | B. | 2N 8N | C. | 2N 0N | D. | 10N 2N |
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