分析 (1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,求出感應(yīng)電動勢大小;再由左手定則,來判定安培力的方向,根據(jù)受力平衡,即可求解;
(2)對ab桿受力分析,從 而由平衡方程,即可求解;
(3)根據(jù)ab桿勻速運(yùn)動,可求出運(yùn)動的距離;再由整個過程中運(yùn)用能量守恒,可得出,焦耳熱等于克服安培力所做的功,即可求解.
解答 解:(1)ab桿向右運(yùn)動時,ab桿中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為a→b,感應(yīng)電動勢大小為E=BLv1
cd桿中的感應(yīng)電流方向為d→c.cd桿受到的安培力方向水平向右
安培力大小為${F}_{安}=BIL=BL\frac{BL{v}_{1}}{2R}=\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{2R}$
cd桿向下勻速運(yùn)動,有mg=μF安②
解①、②兩式,ab桿勻速運(yùn)動的速度為${v}_{1}=\frac{2Rmg}{μ{B}^{2}{L}^{2}}$
(2)ab桿所受拉力$F={F}_{安}+μmg=\frac{mg}{μ}+μmg$=$\frac{1+{μ}^{2}}{μ}mg$
(3)設(shè)cd桿以v2速度向下運(yùn)動h過程中,ab桿勻速運(yùn)動了s距離
由$\frac{s}{{v}_{1}}=\frac{h}{{v}_{2}}$得:$s=\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}h$
整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于克服安培力所做的功
解得:$Q={F}_{安}s=\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{2R}S$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}^{2}h}{2R{v}_{2}}$=$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}hR}{{μ}^{2}{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}}$.
答:(1)ab桿勻速運(yùn)動的速度v1為$\frac{2Rmg}{μ{B}^{2}{L}^{2}}$;
(2)ab桿所受拉力F為=$\frac{1+{μ}^{2}}{μ}mg$;
(3)在cd桿向下運(yùn)動h過程中,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}hR}{{μ}^{2}{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}}$.
點評 考查法拉第電磁感應(yīng)定律、左手定則、平衡方程、能量守恒定律等規(guī)律的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)受力分析的正確性,同時突出克服安培力所做的功等于產(chǎn)生的焦耳熱.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 兩個星球的角速度相等 | B. | 兩個星球的向心力不相等 | ||
C. | 兩個星球的線速度相等 | D. | 可以求出兩個星球的總質(zhì)量 |
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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:選擇題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 石子的運(yùn)動為勻變速運(yùn)動 | |
B. | 石子拋出時速度越大,石子在空中飛行時間越長 | |
C. | 石子每秒內(nèi)速度的變化量恒定不變 | |
D. | 石子在任何時刻的速度與其豎直分速度之差為一恒量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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