题目内容
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(1)求金属框刚刚进入磁场时,金属框受到的安培力大小.
(2)经过一段时间金属框恰有一半进入磁场,共产生3.2J的热,此时金属框的速度大小为多少?加速度大小多少?
分析:(1)根据切割产生的感应电动势公式求出感应电动势的大小,从而根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小,再根据安培力大小公式求出安培力的大小.
(2)根据能量守恒定律,抓住动能的减小量全部转化为热量求出金属块的速度大小.通过此时的安培力,结合牛顿第二定律求出加速度的大小.
(2)根据能量守恒定律,抓住动能的减小量全部转化为热量求出金属块的速度大小.通过此时的安培力,结合牛顿第二定律求出加速度的大小.
解答:解:(1)根据切割产生的感应电动势公式得,E=BLV…①
根据闭合电路欧姆定律得,I=
…②
F安=BIL…③
根据①②③式得:F安=
=
代入数据可得:F安=2.5×10-2N
(2)根据能量守恒定律:Q=
mv02-
mvt2.
代入数据解得:vt=6m/s
根据a=
=
代入数据可得:a=0.15m/s2
答:(1)金属框刚刚进入磁场时,金属框受到的安培力大小为2.5×10-2N.
(2)金属框的速度大小为6m/s,加速度大小为0.15m/s2
根据闭合电路欧姆定律得,I=
E |
R |
F安=BIL…③
根据①②③式得:F安=
B2L2v |
R |
B2a2v0 |
R |
代入数据可得:F安=2.5×10-2N
(2)根据能量守恒定律:Q=
1 |
2 |
1 |
2 |
代入数据解得:vt=6m/s
根据a=
F安 |
m |
B2a2vt |
mR |
代入数据可得:a=0.15m/s2
答:(1)金属框刚刚进入磁场时,金属框受到的安培力大小为2.5×10-2N.
(2)金属框的速度大小为6m/s,加速度大小为0.15m/s2
点评:本题考查了电磁感应与电路、能量和力学的基本综合,难度不大,此类问题是高考的热点问题,需加强训练.
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