题目内容
1.(1)B1随时间均匀增大的变化率;
(2)外力F随时间t变化的表达式;
(3)导体棒运动到最右端f点的过程中,回路内摩擦产生的热量Q.
分析 (1)根据法拉第电磁感应定律结合全电路欧姆定律求出B1随时间均匀增大的变化率;
(2)金属棒匀速运动,外力等于摩擦力,
(3)摩擦力与位移成线性关系,根据平均力做功求产生的热量;
解答 解:(1)根据法拉第电磁感应定律${ε_感}=n\frac{△Φ}{△t}=\frac{{△{B_1}}}{△t}{L^2}=IR$,
解得:$\frac{{△{B_1}}}{△t}=\frac{IR}{L^2}$;
(2)金属棒:F=μ(mg+B2ILx),
有效长度${L_x}=L-\frac{{2\sqrt{3}vt}}{3}$,
解得:$F=μmg+μ{B_2}IL-\frac{{2\sqrt{3}}}{3}μ{B_2}Ivt$($0≤t≤\frac{{\sqrt{3}L}}{2v}$);
(3)摩擦力的平均力$\overline{f}=\frac{{f}_{1}^{\;}+{f}_{2}^{\;}}{2}=\frac{μ(mg+{B}_{2}^{\;}IL)+μmg}{2}$=$\frac{1}{2}(μmg+μmg+μ{B}_{2}^{\;}IL)$
克服摩擦力做功等于摩擦产生的热量Q,$Q=\overline{f}•\frac{\sqrt{3}}{2}L$
代入解得:$Q=\frac{1}{2}(μmg+μmg+μ{B_2}IL)\frac{{\sqrt{3}}}{2}L=\frac{{\sqrt{3}}}{4}μ(2mg+{B_2}IL)L$.
答:(1)B1随时间均匀增大的变化率为$\frac{IR}{{L}_{\;}^{2}}$;
(2)外力F随时间t变化的表达式$F=μmg+μ{B}_{2}^{\;}IL-\frac{2\sqrt{3}}{3}μ{B}_{2}^{\;}Ivt$$(0≤t≤\frac{\sqrt{3}L}{2v})$;
(3)导体棒运动到最右端f点的过程中,回路内摩擦产生的热量Q为$\frac{\sqrt{3}}{4}μ(2mg+{B}_{2}^{\;}IL)L$
点评 本题考查法拉第电磁感应定律、安培力、闭合电路的欧姆定律及电路的性质,注意当力和位移呈线性关系时,可以用平均力求做功,也可出作出F-S图象求面积.
| A. | L1、L2都变亮 | B. | L1变亮、L2变暗 | C. | L1变暗、L2变亮 | D. | L1、L2都变暗 |
| A. | 电压表示数不变 | |
| B. | 电流表A2的示数始终为0 | |
| C. | 若滑动变阻器滑片不动,仅改变u,使u=220$\sqrt{2}$sin200πt(V)则电流表A1的示数增大 | |
| D. | 若滑动变阻器滑片不动,仅改变u,使u=220$\sqrt{2}$sin200πt(V)则电流表A1的示数减小 |
| A. | 通过R的是交变电流 | |
| B. | R两端电压的最大值为4V | |
| C. | 通过R的电流有效值为$2\sqrt{3}A$ | |
| D. | 导体棒经过3个磁场的过程中R发热量为7.2J |
| A. | 滑块A的质量为4kg | B. | 木板B的质量为1kg | ||
| C. | 当F=6N时木板B加速度为0 | D. | 滑块A与木板B间动摩擦因数为0.1 |
| A. | 物块一直向右做加速运动,到弹簧压缩到最短时物块的速度最大 | |
| B. | 当弹簧的弹力大小等于F时,物块的速度最大 | |
| C. | 物块的加速度先减小后增大 | |
| D. | 弹簧压缩到最短时,F大于弹簧的弹力与物块与水平面的摩擦力之和 |
| A. | 发电机E所产生的交流电的电压表达式为e=220$\sqrt{2}$cos100πt(V) | |
| B. | 电流表的示数为5A | |
| C. | 当用户消耗的功率变大时,输电线上消耗的功率也变大 | |
| D. | 若只增加T2的原线圈匝数,则发电机的输出功率将变大 |
| A. | 加速电场的变化周期仍然T | |
| B. | 加速电场的变化周期调整为2T | |
| C. | α粒子完成加速后获得的动能为0.5Ek | |
| D. | α粒子完成加速后获得的动能为Ek |
| A. | 仍匀速下滑 | |
| B. | 匀加速下滑 | |
| C. | 匀减速下滑 | |
| D. | 不确定,这与接触面摩擦系数的大小有关 |