题目内容
17.(1)ab杆匀速运动时杆上的电流方向;
(2)ab杆匀速运动的速度vm
(3)ab杆到达匀速运动之前产生的热量.
分析 (1)根据右手定则判断出ab与cd中的电流的方向.
(2)ab棒达到匀速运动时,加速度为零,系统处于平衡状态,分别对AB棒和CD棒运用共点力平衡,结合切割产生的感应电势公式、欧姆定律、安培力大小公式求出ab杆匀速运动的速度vm;
(2)对两棒系统运用能量守恒,抓住重力势能的减小量等于系统动能的增加量和产生的热量之和,然后结合串联电的特点即可求出.
解答 解:(1)磁场方向垂直纸面向里,当ab匀速下滑时,ab中的感应电动势?根据右手定则可知电流方向由a→b.cd中的感应电流方向由d→c.
(2)电路中的电动势是ab与cd中电动势的和,即:E=2BLvm,
回路中电流大小为:I=$\frac{E}{2R}$
ab受到的安培力向上,cd受到的安培力向下,大小均为FA,
对ab有 T+FA=Mg
对cd有 T=FA+mg
联立得:2 FA=(M-m)g
解得:${v}_{m}=\frac{(M-m)gR}{2{B}^{2}{L}^{2}}=\frac{(0.2-0.1)×10×8.0}{2×{2}^{2}×0.{5}^{2}}=4m/s$
(3)ab杆到达匀速运动之前产生的总热量为Q总,由功能关系得:$(M-m)gh-\frac{1}{2}(M+m){v}_{m}^{2}=Q$
ab杆到达匀速运动之前产生的热量QR,两杆的电阻值相等,所以产生的焦耳热也相等,则:${Q}_{R}=\frac{1}{2}{Q}_{总}$
代入数据,联立得:QR=1.3J
答:(1)ab杆匀速运动时杆上的电流方向为ab中电流方向由a→b,cd中的感应电流方向由d→c;
(2)ab杆匀速运动的速度为4m/s;
(3)ab杆到达匀速运动之前产生的热量为1.3J.
点评 本题考查了电磁感应与电路、力学和能量的综合,是高考的热点问题,综合性较强,在平时的学习中需加强这方面的训练.
| A. | 粒子由a点到b点运动过程中加速度度逐渐增大 | |
| B. | b点的电场强度一定为零 | |
| C. | Q1的电量一定小于Q2的电量 | |
| D. | 粒子由α点到b点向远处运动过程中,粒子的电势能先增大后减小 |
| A. | 操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大 | |
| B. | 操作人员只须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz | |
| C. | 操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率 | |
| D. | 操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波 |
| A. | 在第1s内回复力对质点A做正功 | |
| B. | 在第2s内回复力对质点B做负功 | |
| C. | 在第1s内回复力对质点A和C做功相同 | |
| D. | 在2s内回复力对质点B和C做功相同 |
| A. | 每根金属杆的电阻R=$\frac{2{B}^{2}{l}^{2}\sqrt{gl}}{mg}$ | |
| B. | 甲金属杆在磁场区域运动过程中,拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热 | |
| C. | 乙金属杆在磁场区域运动过程中,安培力的功率是P=mg$\sqrt{gl}$ | |
| D. | 乙金属杆进入磁场直至出磁场过程中回路中通过的电荷量为q=$\frac{m}{2B}$$\sqrt{\frac{g}{l}}$ |
| A. | 竖直杆一定是粗糙的 | |
| B. | 保持θ角不变,减少m,系统仍可能平衡 | |
| C. | 保持m不变,增大θ角,系统仍可能平衡 | |
| D. | 保持m、θ不变,减小m0,系统不可能平衡 |
| A. | 玻尔原子理论的基本假设认为,电子绕核运行轨道的半径不是任意的 | |
| B. | 光电效应产生的条件为:光强大于临界值 | |
| C. | 电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性 | |
| D. | 发现少数α粒子发生了较大偏转,说明金原子质量大而且很坚硬 |