分析 (1)根據(jù)通過金屬棒的電荷量可以求出ab與MN間的距離;應用法拉第電磁感應定律可以求出平均感應電動勢.
(2)根據(jù)安培力公式與平衡條件求出ab經(jīng)過MN瞬間的速度,由能量守恒定律求出碰撞后ab的速度,碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,應用動量守恒定律可以求出ef的初速度.
解答 解:(1)通過金屬棒ab的電荷量為:
q=\frac{△Φ}{2R}=\frac{{B}_{1}S}{2R}=\frac{{B}_{1}Ld}{2R},
解得:d=\frac{2qR}{{B}_{1}L}=\frac{2×0.05×1}{1×0.5}=0.2m;
平均感應電動勢為:
\overline{E}=\frac{△Φ}{△t}=\frac{{B}_{1}Ld}{△t}=\frac{1×0.5×0.2}{0.1}=1V;
(2)導體棒cd受到的安培力為:
F安培=B2IL=\frac{{B}_{2}^{2}{L}^{2}v}{2R},
對cd棒,由平衡條件得:
F=mg+\frac{{B}_{2}^{2}{L}^{2}v}{2R},
此時導體棒ab的速度為:
v=1.6m/s,
碰撞后到M過程,由能量守恒定律得:
\frac{1}{2}•2mv′2=\frac{1}{2}•2mv2+2Q
代入數(shù)據(jù)解得:v′=2m/s,
ab與ef碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,以向左為正方向,由動量守恒定律得:
mv0=2mv′
解得:v0=2v′=2×2=4m/s;
答:(1)金屬棒ab在碰撞前與MN距離d為0.2m,這段時間內(nèi)金屬棒ab產(chǎn)生的平均感應電動勢為1V;
(2)絕緣棒ef的速度v0大小為4m/s.
點評 本題是力學與電磁感應相結(jié)合的綜合題,考查了動量守恒定律的應用,分析清楚金屬棒的運動過程是解題的前提與關(guān)鍵,應用基礎(chǔ)知識即可解題,解題時注意經(jīng)驗公式:q=\frac{△Φ}{R}的應用.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 甲、乙的運動方向相反 | B. | 在t=4s時,甲、乙相遇 | ||
C. | 甲的加速度比乙的小 | D. | 在t=4s時,甲、乙的速度大小相等 |
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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:選擇題
A. | 斜面的傾角 | B. | 物塊沿斜面向上滑行的最大高度 | ||
C. | 物塊與斜面間的動摩擦因數(shù) | D. | 物塊的質(zhì)量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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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:多選題
A. | 彈簧對物塊做的功為3mgR | |
B. | 在最高點物塊與軌道間有相互作用力 | |
C. | 物塊在B點對軌道的作用大小為3mg | |
D. | 在PA段物塊機械能減少了0.5mgR |
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