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B. | 此时线框的加速度a′的大小为8m/s2 | |
C. | 金属框的最大速度为2.5m/s | |
D. | 当金属框达到最大速度时,装置消耗的功率为1.6W |
分析 由E=BLv求出感应电动势.
由E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律求出电流,由安培力公式求出安培力,然后由牛顿第二定律求出加速度.
由欧姆定律求出电流,由安培力公式求出安培力,然后由牛顿第二定律求出速度;
金属框速度最大时做匀速运动,由平衡条件求出最大速度,再由能量守恒求解装置消耗的功率.
解答 解:A、金属框产生的总感应电动势为:E=E1+E2=2BL1(v0-v′)=2×1×0.4×(5-2)=2.4V,故A错误;
B、感应电流为:I′=$\frac{E′}{R}$
安培力为:F′=BI′L1
则有:2F′-kv1=ma′
解得:a′=8m/s2,故B正确;
CD、金属框速度最大时做匀速运动,则有:$\frac{4{B}^{2}{L}_{1}^{2}({v}_{0}-{v}_{2})}{R}$=kv2,
代入数据得:v2=4m/s
此时有:P电=$\frac{{E}^{2}}{R}$=$\frac{4{B}^{2}{L}_{1}^{2}({v}_{0}-{v}_{2})^{2}}{R}$=0.32W
Pf=k ${v}_{2}^{2}$=1.28W
故此时装置消耗的功率为:P=P电+Pf=1.6W,故C错误,D正确;
故选:BD.
点评 本题考查了求速度问题,分析清楚线框的运动过程,应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式与平衡条件、牛顿第二定律即可正确解题,要注意线框左右两条边切割磁感线,都受安培力作用.
练习册系列答案
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C. | 摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足Mv=Mv1+mv2 | |
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