分析 (1)棒ab在離開磁場做勻速直線運動,重力與安培力平衡,由E=BLv、I=ER+r、F=BIL推導出安培力,由平衡條件求出棒ab離開磁場的下邊界時的速度大�。�
(2)推導安培力的表達式得到速度達到v1時的安培力大小,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度.
(3)棒ab從靜止釋放到剛出磁場的過程,根據(jù)能量守恒定律求解在通過磁場區(qū)的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱,由焦耳定律求解棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱.
(4)定性分析導體的運動情況,則可得出對應(yīng)的圖象.
解答 解:(1)設(shè)棒ab離開磁場的邊界前做勻速運動的速度為v,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E=BLv …①
電路中的電流I=ER+r …②
對棒ab,由平衡條件得:F-BIL=0 …③
聯(lián)立①②③解得:v=F(R+r)B2L2 …④
(2)設(shè)棒ab進入磁場區(qū)域勻速運動前速度達到v1時的加速度大小為a,則:
產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為:E1=BLv1…⑤
電路中的電流I1=E1R+r…⑥
則由牛頓第二定律可得:F-BIL=ma…⑦
聯(lián)立①②⑤解得:a=B2L2√2Fd0mm(R+r)−Fm…⑧
(3)設(shè)整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得:
由能量守恒定律F(d0+d)=Q+12mv2
可得 Q=F(d0+d)−mF2(R+r)22B4L4
(4)開始時導體棒做勻加速直線運動,進行磁場后做加速度減小的加速運動;
圖象如圖所示;
答:
(1)棒ab離開磁場的下邊界時的速度大小是F(r+R)B2L2.
(2)棒ab進入磁場區(qū)域勻速運動前速度達到v1時的加速度大小是B2L2√2Fsz80jty0mm(R+r)-Fm.
(3)棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱是F(d0+d)-mF2(R+r)22B4L4
(4)畫出的圖象如圖所示
點評 本題是電磁感應(yīng)與力學知識的綜合,關(guān)鍵由E=BLv、I=ER+r、F=BIL推導出安培力;再結(jié)合所學物理規(guī)律進行分析求解即可.
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. | 小燈泡L2變暗,V1表的讀數(shù)變小,V2表的讀數(shù)變大 | |
B. | 小燈泡L1變暗,V1表的讀數(shù)變小,V2表的讀數(shù)變大 | |
C. | 小燈泡L2變亮,V1表的讀數(shù)變大,V2表的讀數(shù)變小 | |
D. | 小燈泡L1變亮,V1表的讀數(shù)變大,V2表的讀數(shù)變小 |
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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:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在A、B運動的過程中,系統(tǒng)機械能守恒 | |
B. | A球下降,B球上升,B球可上升至碗另一側(cè)邊緣處 | |
C. | A球下降,B球上升,B球可上升的最高點與碗邊緣的高度差為35R | |
D. | 在A下降過程中,A、B間輕桿一直對A做負功 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | O-h1過程中,重物所受的合力一定是變力 | |
B. | O-h1過程中,重物的動能一定隨h增大而增大 | |
C. | h1-h2過程中,重物一定做勻速直線運動 | |
D. | h1-h2過程中,重物可能做變加速直線運動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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