题目内容
16.| A. | 导体棒受到的最大安培力为$\frac{{{B^2}{l^2}v}}{R}$ | |
| B. | 外力对导体棒做的总功为$\frac{1}{2}$mv2 | |
| C. | 导体棒损失的机械能为μmgscosθ | |
| D. | 电阻R上产生的焦耳热为$\frac{1}{4}$mv2-$\frac{1}{2}$mgs(sinθ+μcosθ) |
分析 导体棒向上做减速运动,开始时速度最大,产生的感应电流最大,受到的安培力最大,由E=BLv、I=$\frac{E}{2R}$、FA=BIL求出最大安培力.根据动能定理分析外力做的总功.上滑的过程中动能减小,重力势能增加,即可求得机械能的损失.由能量守恒定律研究R上产生的焦耳热.
解答 解:A、导体棒刚开始向上运动时所受的安培力最大,由E=BLv、I=$\frac{E}{2R}$、FA=BIL得到最大安培力为FA=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{2R}$.故A错误.
B、导体棒上滑的过程中,根据动能定理得知:外力对导体棒做的总功为-$\frac{1}{2}$mv2.故B错误.
C、上滑的过程中导体棒的动能减小$\frac{1}{2}$mv2,重力势能增加mgs sinθ,所以导体棒损失的机械能为$\frac{1}{2}$mv2-mgssinθ,由于除摩擦力外,还有安培力做功,所以导体棒损失的机械能大于μmgscosθ.故C错误.
D、根据能量守恒可知,上滑过程中导体棒的动能减小,转化为焦耳热、摩擦生热和重力势能,则电阻R上产生的焦耳热为Q=$\frac{1}{2}$[($\frac{1}{2}$mv2-mgs(sinθ+μcosθ)]=$\frac{1}{4}$mv2-$\frac{1}{2}$mgs(sinθ+μcosθ).故D正确.
故选:D
点评 在推导安培力时要掌握安培力的一般表达式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$,R+r是回路的总电阻,导体棒的电阻不能遗漏.要抓住能量如何转化的,分析求解焦耳热.
练习册系列答案
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16.如图所示,电流表G的零刻度在正中央,S闭合后指针在零刻度左边.现断开S,则电流表( )

| A. | 指针逐渐回到零刻度 | |
| B. | 指针向左偏开一个更好的角度,然后逐渐回到零刻度 | |
| C. | 指针向零刻度的右边偏开一个角度,然后逐渐回到零刻度 | |
| D. | 指针先向零记得刻度右边偏开一个角度,然后向零刻度左边偏离一个角度,再逐渐回到零刻度 |
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11.
我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行,完成了既定任务,于2009年3月1日16时13分成功撞月.如图,为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图,卫星从控制点开始沿撞月轨道在撞击点成功撞月.假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R,周期为T,万有引力常量为G.根据以上信息,可以求出( )
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5.
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6.如图所示,一个质量为 m 的物体(可视为质点),以某一初速度由 A 点冲上倾角为30°的固定斜面,其加速度大小为 g,物体在斜面上运动的最高点为B,B点与 A 点的高度差为 h.则从 A 点到B点的过程中,下列说法正确的是( )
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| C. | 系统机械能损失了2mgh | D. | 系统机械能损失了$\frac{mgh}{2}$ |