题目内容
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(1)此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab和Qcd;
(2)细绳被拉断瞬时,cd棒的速度v.
(3)细绳刚要被拉断时,cd棒下落的高度h.
分析:cd棒下落切割磁感线产生感应电动势,相当于电源给ab、R供电,对ab受力分析,求出所受的安培力,求出电流、电动势、速度;有焦耳定律求出ab棒和cd棒产生的热量Qab和Qcd,由能量守恒求下落高度.
解答:解:(1)由焦耳定律,得 Q=I2Rt
又由电路串并联规律得 Iab:Icd:IR=2:3:1
则Qab=2QR=0.4J Qcd=
QR=0.9J
此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab=0.4J,Qcd=0.9J
(2)当ab棒被拉断瞬间有 F+mg-Tm=0
F=BIL
由欧姆定律得,I=
×
R总=r+
=
Ω
由电磁感应定律,得:E=BLv
v=1.875m/s
细绳被拉断瞬时,cd棒的速度1.875m/s
(3)cd棒下落过程由能量守恒得
mgh=
mv2+Qab+Qcd+QR
则 h≈3.926m
细绳刚要被拉断时,cd棒下落的高度为3.926m
又由电路串并联规律得 Iab:Icd:IR=2:3:1
则Qab=2QR=0.4J Qcd=
9 |
2 |
此过程中ab棒和cd棒产生的热量Qab=0.4J,Qcd=0.9J
(2)当ab棒被拉断瞬间有 F+mg-Tm=0
F=BIL
由欧姆定律得,I=
E |
R 总 |
2 |
3 |
R总=r+
rR |
r+R |
5 |
6 |
由电磁感应定律,得:E=BLv
v=1.875m/s
细绳被拉断瞬时,cd棒的速度1.875m/s
(3)cd棒下落过程由能量守恒得
mgh=
1 |
2 |
则 h≈3.926m
细绳刚要被拉断时,cd棒下落的高度为3.926m
点评:本题考查了电磁感应定律、闭合电路欧姆定律及能量守恒,特别能量守恒的应用要注意.
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