题目内容
18.(1)此时杆的速率v
(2)整个电路中产生的热功率.
分析 (1)当杆ab匀速下滑时,所受的重力和安培力相等,结合切割产生的感应电动势公式、安培力公式和闭合电路欧姆定律求出杆的速率.
(2)根据能量守恒,抓住重力的功率等于整个电路中产生的热功率求出热功率的大小.
解答 解:(1)闭合回路的总电阻${R}_{总}=\frac{{R}_{1}}{2}+r=1+1Ω=2Ω$,
根据E=BLv,I=$\frac{E}{{R}_{总}}$,F=BIL知,安培力F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{{R}_{总}}$,
根据mg=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{{R}_{总}}$得,杆的速率v=$\frac{mg{R}_{总}}{{B}^{2}{L}^{2}}=\frac{2×2}{0.25×1}m/s=16m/s$.
(2)根据能量守恒得,重力的功率等于整个电路中产生的热功率,则P=mgv=2×16W=32W.
答:(1)此时杆的速率v为16m/s;
(2)整个电路中产生的热功率为32W
点评 本题考查了电磁感应与力学、电路、能量的基本综合,知道杆ab匀速下滑时,安培力和重力相等,掌握安培力的经验表达式F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{{R}_{总}}$,并能灵活运用.
练习册系列答案
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10.
如图所示,在光滑绝缘的水平面上方,有两个方向相反的水平方向的匀强磁场,PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大,磁感应强度的大小分别为B1=B、B2=2B.一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框,以速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动,当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中时,线框的速度为v/2,则下列结论中正确的是( )
| A. | 此过程中通过线框横截面的电荷量为$\frac{3B{a}^{2}}{2R}$ | |
| B. | 此过程中回路产生的电能为$\frac{3}{4}$mv2 | |
| C. | 此时线框的加速度为$\frac{{9{B^2}{a^2}v}}{2mR}$ | |
| D. | 此时线框中的电功率为$\frac{9{B}^{2}{a}^{2}{v}^{2}}{4R}$ |
11.甲、乙、丙、丁四个同学学习“生活中的圆周运动”后,都知道“铁路转弯处的内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还与火车在弯道上的行驶速率v有关”,于是他们进行了下面的设计,其中正确的是( )
| A. | 甲同学认为“v一定时,r越大设计h越大” | |
| B. | 乙同学认为“v一定时,r越小设计h越大” | |
| C. | 丙同学认为“r一定时,v越小设计h越大” | |
| D. | 丁同学认为“r一定时,v越大设计h越大” |
6.
如图所示,木板质量为M,长度为L,小木块(可视为质点)的质量为m,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板和小木块连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将小木块拉至木板右端,拉力至少做功为( )
| A. | 2μmgL | B. | μmgL | C. | μ(M+m)gL | D. | $\frac{μmgL}{2}$ |
13.
如图所示,一质量为m1的小球用轻质线悬挂在质量为m2的木板的支架上,木板沿倾角为θ的斜面下滑时,细线呈竖直状态,在木板下滑的过程中斜面体始终静止在水平地面上,已知斜面体的质量为M,重力加速度为g,则下列说法中不正确的是( )
| A. | 地面对斜面体的支持力小于(M+m1+m2)g | |
| B. | 木板与斜面间的动摩擦因数为$\frac{1}{tanθ}$ | |
| C. | 摩擦产生的热量等于木板减少的机械能 | |
| D. | 斜面体受到地面的摩擦力为零 |
7.
如图所示,一理想变压器的原线圈接有电压为U的交流电,副线圈接有电阻R1、光敏电阻R2(阻值随光照增强而减小),开关K开始时处于闭合状态,下列说法正确的是( )
| A. | 当光照变弱时,变压器的输入功率增加 | |
| B. | 当滑动触头P向下滑动时,电阻R1消耗的功率增加 | |
| C. | 当开关K由闭合到断开,原线圈中电流变大 | |
| D. | 当U增大时,副线圈中电流变小 |
8.下列说法正确的是( )
| A. | 某些原子核能够放射出β粒子,说明原子核内有β粒子 | |
| B. | 核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为55137Cs→56137Ba+X,可以判断X为电子 | |
| C. | 某种色光照射金属发生光电效应,若增大光照强度,则单位时间内发射的光电子数减少 | |
| D. | 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光能可能使该金属发生光电效应 |