分析 (1)當(dāng)ab棒勻速下滑時受力平衡,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件結(jié)合閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律求解;
(2)當(dāng)速度最大時電流最大,根據(jù)平衡條件結(jié)合力的分析求解;
(3)根據(jù)電荷量的計(jì)算公式求解ab下滑的距離,根據(jù)能量關(guān)系求解cd棒中產(chǎn)生的熱.
解答 解:(1)當(dāng)ab棒勻速下滑時受力平衡,根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得:
FA=BIL=mgsinθ,
根據(jù)閉合電路的歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律可得:
I=BLvrab+rcd
聯(lián)立解得:B=1T;
(2)當(dāng)速度最大時電流最大,為:
I=BLvrab+rcd=1.2A
此時cd受到的安培力在水平方向的分力為:F′A=BILcosθ=0.96N,方向向右,
所以cd棒受到的最大靜摩擦力為:f=F′A=0.96N,方向向左;
(3)設(shè)該過程中ab棒下滑的最大距離為x,根據(jù)電荷量的計(jì)算公式可得:
q=¯It=\frac{△Φ}{R}=\frac{BLx}{{r}_{ab}+{r}_{cd}},
解得:x=5m,
設(shè)產(chǎn)生的總熱量為Q,根據(jù)能量關(guān)系可得:
mgxsinθ=\frac{1}{2}m{v}^{2}+Q,
解得:Q=2.4J,
則cd棒中產(chǎn)生的熱量為:
Qcd=\frac{{r}_{cd}}{{r}_{ab}+{r}_{cd}}Q=1.44J.
答:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1T;
(2)這段時間內(nèi),cd棒受到靜摩擦力的最大值為0.96N,方向向左;
(3)這段時間內(nèi),cd棒中產(chǎn)生的熱量Qcd為1.44J.
點(diǎn)評 對于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,主要是根據(jù)安培力作用下的平衡問題、牛頓第二定律、動量定理等列方程求解;另一條是能量角度,分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量如何轉(zhuǎn)化,根據(jù)能量守恒定律、焦耳定律等求解是關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 重力勢能減小,動能減小 | B. | 重力勢能減小,動能增加 | ||
C. | 重力勢能增加,動能減小 | D. | 重力勢能增加,動能增加 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A點(diǎn)的角速度比B點(diǎn)的角速度小 | B. | A點(diǎn)的線速度比B點(diǎn)的線速度小 | ||
C. | A點(diǎn)的角速度與B點(diǎn)的角速度相等 | D. | A點(diǎn)的線速度與B點(diǎn)的線速度相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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