题目内容
19.(1)ab中的感应电动势多大?ab中电流的方向如何?
(2)撤去F后,ab做减速运动,当速度变为5m/s时,求此时ab的加速度为多大?此刻R和r的电功率各为多少?
(3)从撤去F到ab停止运动,电路中共产生多少焦耳热?
分析 (1)由公式E=BLv,求解ab中的感应电动势.由右手定则判断ab中电流的方向.
(2)当速度变为5m/s时,根据E=BLv、欧姆定律求得感应电流,再由F=BIL求出安培力,即可由牛顿第二定律求加速度.再结合功率公式求R和r的电功率.
(3)从撤去F到ab停止运动,棒减少的动能全部转化为闭合电路的电能,由能量守恒定律求解.
解答 解:(1)ab中的感应电动势为 E=BLv=0.4×0.5×10V=2V
由右手定则判断知ab中电流的方向从b到a.
(2)由牛顿第二定律F合=ma得
F合=F安=BIL
又 I=$\frac{E}{R+r}$
E=BLv
联立以上三式有:a=0.4m/s2 和I=0.2 A
R的电功率为 PR=I2R=0.22×4W=0.16 W
r的电功率为 Pr=I2r=0.22×1W=0.04 W
(3)从撤去F到ab停止运动,棒减少的动能全部转化为闭合电路的电能,由能量守恒定律有:
Q=△Ek=$\frac{1}{2}$mv2=$\frac{1}{2}×0.1×1{0}^{2}$J=5J
答:
(1)ab中的感应电动势是2V,ab中电流的方向从b到a.
(2)撤去F后,ab做减速运动,当速度变为5m/s时,此时ab的加速度为0.4m/s2,此刻R和r的电功率各为0.16 W和0.04 W.
(3)从撤去F到ab停止运动,电路中共产生5J的焦耳热.
点评 本题要掌握法拉第电磁感应定律、右手定则,正确判断能量的转化情况.在电磁感应问题求焦耳热,若电流是变化的,应根据能量守恒定律求焦耳热.若电流是恒定的,可根据焦耳定律求焦耳热.
| A. | 物体一定带负电 | B. | 物体可能带负电 | ||
| C. | 物体一定受弹力的作用 | D. | 物体不一定受弹力的作用 |
| A. | 线框可能做加速度减小的加速运动 | |
| B. | 线框不可能做匀速运动 | |
| C. | 安培力对线框的冲量大小一定为mv | |
| D. | 线框克服安培力做功一定为mg(h+L)-$\frac{1}{2}m{v^2}$ |
| A. | 保持 S 接通,减小两极板间的距离,则两极板间电场的电场强度减小 | |
| B. | 保持 S 接通,在两极板间插入一块介质,则极板上的电荷量增大 | |
| C. | 断开 S,减小两极板间的距离,则两极板间的电势差减小 | |
| D. | 断开 S,在两极板间插入一块介质,则两极板间的电势差增大 |
| A. | 金属块带正电荷 | B. | 电场力做功0.5J | ||
| C. | 金属块克服摩擦力做功0.7J | D. | 金属块的机械能增加1.5J |