题目内容
12.(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向;
(2)ab将要向上滑动时,cd的速度v多大;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是多少.
分析 (1)由右手定则可以判断出感应电流方向;
(2)分别对ab和cd棒受力分析,根据E=BLv以及闭合电路欧姆定律,结合平衡条件、安培力公式求出cd棒的速度;
(3)由能量守恒定律可以求出热量.
解答 解:(1)由右手定则可知,电流由a流向b;
(2)开始放置ab刚好不下滑时,ab所受摩擦力为最大静摩擦力,
由平衡条件得:Fmax=m1gsinθ,
ab刚好要上滑时,感应电动势:E=BLv,
电路电流:I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}}$,
ab受到的安培力:F安=BIL,
此时ab受到的最大静摩擦力方向沿斜面向下,
由平衡条件得:F安=m1gsinθ+Fmax,
代入数据解得:v=5m/s;
(3)cd棒运动过程中电路产生的总热量为Q总,
由能量守恒定律得:m2gxsinθ=Q总+$\frac{1}{2}$m2v2,
ab上产生的热量:Q=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$Q总,
联立解得:Q=1.3J;
答:(1)cd下滑的过程中,ab中的电流方向为:电流由a流向b;
(2)ab刚要向上滑动时,cd的速度为5m/s;
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中,cd滑动的距离x=3.8m,此过程中ab上产生的热量Q是1.3J.
点评 本题是复杂的电磁感应现象的考查,是关于电磁感应与力学知识的综合,注意分析导体棒的运动情况,要抓住甲匀加速运动的过程中,外力与安培力大小相等.分别从力和能量两个角度进行研究即可正确求解.
练习册系列答案
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2.
如图所示为甲、乙两车的速度随时间变化的规律图象,已知两车由t=0时刻开始由同一地点出发,t=5s时甲车的速度变为零,乙车同时做匀减速运动,且在t=10s时乙车的速度也减为零,则下列说法正确的是( )
| A. | 乙车一定能与甲车相遇 | |
| B. | 两车不能相遇,且t=10s时两车的距离为2.5m | |
| C. | 两车不能相遇,且t=10s时两车的距离为15m | |
| D. | 条件不足,无法判断两车能否相遇 |
7.
如图所示,光滑的平行金属板导轨固定在同一水平面内,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,导轨间距l=0.4m,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.5T.金属棒在水平向右的恒力F=1N作用下,由静止开始运动,当金属棒的位移x=9m时速度刚好达最大,此时撤去外力,金属棒继续运动一段距离后停下来,导轨足够长且电阻不计,金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,则( )
| A. | 金属棒在加速运动过程中,通过电阻R的电荷量4.5C | |
| B. | 金属棒在加速运动过程中,速度的最大值10m/s | |
| C. | 撤去外力前回路产生的焦耳热Q是4J | |
| D. | 撤去外力后回路产生的焦耳热Q是4J |
2.汽车在水平路面上开始刹车(可认为做匀减速直线运动),它的位移与时间的关系式是S=10t-2t2则它的加速度和它在4s内发生的位移分别是( )
| A. | -2m/s2,8m | B. | -2m/s2,12.5m | C. | -4m/s2,8m | D. | -4m/s2,12.5m |