分析 (1)由機械能守恒定律計算進(jìn)入磁場的速度大小,再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律求解電流強度;根據(jù)平拋運動的知識計算平拋運動的初速度,再根據(jù)能量守恒定律計算整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)由牛頓第二定律得到安培力與加速度關(guān)系,利用微元法求解磁場區(qū)域的長度.
解答 解:(1)由題意可知,導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場的瞬間速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,感應(yīng)電流最大,
由機械能守恒定律有mgh=12mv21
解得v1=√2gh
由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=BLv1
由閉合電路歐姆定律得I=E2R,
聯(lián)立解得I=BL√2gh2R
由平拋運動規(guī)律可得x=v2t,H=12gt2,
解得v2=x√g2H
由能量守恒定律可知整個電路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q=12mv21−12mv22=mgh−mgx24H;
(2)導(dǎo)體棒通過磁場區(qū)域時在安培力作用下做變速運動.由牛頓第二定律,BIL=ma,
a=△v△t,
I=BLv2R,
聯(lián)立解得B2L22Rv△t=m△v
兩邊求和B2L22R∑v△t=m∑△v∑v△t=d,∑△v=v1−v2
聯(lián)立解得d=2mRB2L2(√2gh−x√g2H).
答:(1)電阻R中的最大電流為BL√2gh2R,整個電流中產(chǎn)生的焦耳熱為mgh−mgx24H;
(2)磁場區(qū)域的長度為2mRB2L2(√2gh−x√g2H).
點評 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.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 墊高長木板一端,調(diào)節(jié)傾角,直到小車在托盤和砝碼的拉動下做勻速直線運動,以平衡小車運動中受到的摩擦力 | |
B. | 在探究加速度與外力的關(guān)系時,應(yīng)該改變小車的質(zhì)量 | |
C. | 在探究加速度a與拉力F的關(guān)系時,為了直觀判斷二者間的關(guān)系,應(yīng)作出a-1/F圖象 | |
D. | 當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于托盤和砝碼的總質(zhì)量時,可以近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于托盤和砝碼的總重力大小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | A、B兩點相比較,A點電勢高 | B. | 粒子在A點時加速度大 | ||
C. | 粒子帶正電 | D. | 粒子在B點的動能小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ω2>ω1 | |
B. | 以ω2轉(zhuǎn)動時小環(huán)的加速度比以ω1轉(zhuǎn)動時小環(huán)的加速度大 | |
C. | 以ω2轉(zhuǎn)動時小環(huán)的線速度比以ω1轉(zhuǎn)動時小環(huán)的線速度大 | |
D. | 以ω2轉(zhuǎn)動時小環(huán)的向心力比以ω1轉(zhuǎn)動時小環(huán)的向心力大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 推力F減小 | B. | 滑塊對球的彈力增大 | ||
C. | 擋板對球的彈力減小 | D. | 水平地面對滑塊的彈力増大 |
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