题目内容
18.(1)金属棒速度为v时所受安培力;
(2)金属棒速度为v时的加速度大小;
(3)金属棒运动过程中通过电阻R的电量q;
(4)金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q.
分析 (1)金属棒沿导轨向左运动,切割磁感线产生感应电流,金属棒受到安培力.由E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律求得感应电流,再由F=BIL求解安培力.
(2)可由牛顿第二定律求出加速度.
(3)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式结合求解电量q.
(4)由能量守恒定律研究热量
解答 解:(1)金属棒速度为v时,产生的感应电动势:E=BLv
感应电流为:I=$\frac{E}{R}$
金属棒所受安培力:F=BIL
联立解得:F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,方向为:水平向右.
(2)金属棒做减速运动,由牛顿第二定律得:
F+μmg=ma
代入解得:a=μg+$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$
(3)整个过程通过电阻R的电荷量为:q=$\overline{I}$△t=$\frac{\overline{E}}{R}△t$=$\frac{△Φ}{R}$=$\frac{BLs}{R}$
(4)根据能量守恒定律得,回路产生的焦耳热为:Q=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-μmgs
答:
(1)金属棒速度为v时所受安培力大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,方向水平向右.
(2)金属棒速度为v时的加速度大小为μg+$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$.
(3)金属棒运动过程中通过电阻R的电量q为$\frac{BLs}{R}$.
(4)金属棒运动过程中回路产生的焦耳热Q为$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-μmgs.
点评 解决本题的关键是熟练推导安培力的表达式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$和电量的表达式q=$\frac{△Φ}{R}$.对于热量,往往根据能量守恒求解.
| A. | ρ=1.27×1011 kg/m3 | B. | ρ=1.27×1014 kg/m3 | ||
| C. | ρ=1.43×1011 kg/m3 | D. | ρ=1.43×1014 kg/m3 |
| A. | 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh | |
| B. | 弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为$\frac{mgh}{2}$ | |
| C. | B能达到的最大高度为$\frac{h}{2}$ | |
| D. | B能达到的最大高度为$\frac{h}{2}$ |
| A. | 若M、N接正弦式交流电,则IR≠0、IL≠0、IC=0 | |
| B. | 若M、N接正弦式交流电,则IR≠0、IL≠0、IC≠0 | |
| C. | 若M、N接恒定电流,则IR≠0、IL≠0、IC=0 | |
| D. | 若M、N接恒定电流,则IR=0、IL=0、IC=0 |
| A. | 曲线运动一定是变速运动 | |
| B. | 变速运动一定是曲线运动 | |
| C. | 匀速圆周运动就是速度不变的运动 | |
| D. | 匀速圆周运动就是加速度不变的运动 |
| A. | 两个分力F1、F2间的夹角要尽量大些 | |
| B. | 两个分力F1、F2的大小要保持相等 | |
| C. | 拉橡皮条的细绳要适当长一些 | |
| D. | 实验前先把两个弹簧秤的钩子互相钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同 |
| A. | 它们的振幅不能大于$\frac{(M+m)}{kM}$fm | B. | 它们的振幅不能大于$\frac{(M+m)}{km}$fm | ||
| C. | 它们的最大加速度不能大于$\frac{{f}_{m}}{M}$ | D. | 它们的最大加速度不能大于$\frac{{f}_{m}}{m}$ |
| A. | 它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度 | |
| B. | 它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度 | |
| C. | 它是能使卫星绕地球运行的最小环绕速度 | |
| D. | 它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度 |