题目内容
19.如图甲所示,在水平桌面上固定着两根相距20cm、相互平行的不计电阻的轨道PQ和MN,垂直轨道上放置两根质量均为40g、电阻均为0.01Ω的金属棒ab和cd,两棒也相距20cm,它们与轨道之间的最大静摩擦力均为各自重力的一半,若从t=0时刻起在轨道范围内出现了竖直向下的磁感应强度B随时间t变化的匀强磁场后,其变化规律如图乙所示,在金属棒ab和cd开始运动前,求:(1)感应电流的方向.
(2)这个装置释放的热量为多少焦?(g取10m/s2)
分析 (1)由楞次定律判断感应电流的方向.
(2)根据图象,结合法拉第电磁感应定律,可得出感应电动势;再由闭合电路欧姆定律求得感应电流的大小.金属棒ab和cd即将运动时,它们各自受到的安培力都等于最大静摩擦力,由此列式求出此时B的大小,由图象得到时间,再由焦耳定律求解热量.
解答 解:(1)由乙图知,B在增大,穿过回路的磁通量增大,由楞次定律知,回路中感应电流方向为abcda.
(2)由法拉第电磁感应定律得:
感应电动势 E=$\frac{△B}{△t}$S=$\frac{0.5}{1}$×0.22V=0.02V
由闭合电路欧姆定律得:
感应电流 I=$\frac{E}{2R}$=$\frac{0.02}{2×0.01}$A=1A
则有I=
金属棒ab和cd即将运动时,它们各自受到的安培力都等于最大静摩擦力,
有 0.5mg=BIL
可得 B=$\frac{0.5mg}{IL}$=$\frac{0.5×0.04×10}{1×0.2}$T=1T
由图乙知经过t=2s时两棒开始运动,根据焦耳定律,则有 Q=I2•2Rt=12×2×0.01×2J=0.04J
答:
(1)感应电流的方向为abcda.
(2)在金属棒a和b开始运动前,这个装置释放的热量为0.04J.
点评 本题的关键要掌握法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律与焦耳定律,并能熟练运用,同时要掌握图象提取信息的方法.
练习册系列答案
相关题目
9.关于重力势能,下述说法中不正确的是( )
| A. | 地球上的物体具有的跟它的高度有关的能叫重力势能 | |
| B. | 重力对物体做正功,物体的重力势能就一定减少 | |
| C. | 根据重力对物体做功的大小,可以知道该重力势能变化的多少 | |
| D. | 重力不做功,其他力做功,物体的重力势能也可以变化 |
10.
如图所示,两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,b点位于MN上,a与c关于MN对称,d点位于两电荷的连线上.以下判断正确的是( )
| A. | b点场强大于d点场强 | |
| B. | b点电势高于d点电势 | |
| C. | a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差 | |
| D. | 试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能 |
14.
行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a,近日点离太阳的距离为b,过远日点时行星的速率为va,则过近日点时行星的速率为( )
| A. | vb=$\frac{b}{a}$va | B. | vb=$\sqrt{\frac{a}{b}}$va | C. | vb=$\frac{a}{b}$va | D. | vb=$\sqrt{\frac{b}{a}}$va |
8.
如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘上的质点,且rA=rC=2rB,则下列说法正确的是( )
| A. | 转速之比nB:nC=1:2 | B. | 周期之比TB:TC=1:2 | ||
| C. | 角速度之比ωB:ωC=1:2 | D. | 向心加速度之比aA:aB=2:1 |