分析 (1)重物勻速下降時,金屬桿勻速上升,合力為零.分析金屬桿的受力情況,由F=BIL、I=ER、E=BLv結(jié)合推導出安培力的表達式,即可由平衡條件求出重物勻速下降的速度v;
(2)根據(jù)能量守恒及串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得R上產(chǎn)生的熱量;
(3)金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應電流時,說明穿過回路的磁通量不變,根據(jù)t時刻與t=0時刻磁通量相等列式,求解即可.
解答 解:(1)重物勻速下降時,設細線對金屬棒的拉力為T,金屬棒所受安培力為F,分析金屬棒受力T=mg+F
又F=B0IL=B20L2vR+r
分析重物受力T=3mg
所以v=2mg(R+r)B20L2
(2)設電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為Q,則由能量守恒3mgh−mgh=12(3m)v2+12mv2+Q
電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為QR,由串聯(lián)電路特點QR=RR+rQ
所以QR=2mghRR+r−8m3g2(R+r)RB04L4
(3)金屬桿中恰好不產(chǎn)生感應電流,即磁通量不變Φ0=Φt,所以B0hL=Bt(h+h2)L
式中h2=v0t+12at2
又a=3mg−mg3m+m=g2
則磁感應強度與時間t的關(guān)系為Bt=B0hh+v0t+g4t2
答:(1)重物勻速下降的速度v為2mg(R+r)B20L2;
(2)電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱QR為2mghRR+r-8m3g2(R+r)RB40L4.
(3)出磁感應強度B的大小隨時間t變化的關(guān)系為Bt=B0hh+v0t+g4t2
點評 本題是電磁感應與力學知識的綜合,正確分析金屬桿的受力情況和能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵,并要知道不產(chǎn)生感應電流的條件是磁通量不變.對于連接體,可直接運用整體法求解加速度,也可以隔離求解加速度.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 有水平向左的摩擦力 | B. | 有水平向右的摩擦力 | ||
C. | 支持力小于(M+m)g | D. | 支持力等于(M+m)g |
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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:多選題
A. | 真空中傳播速度相同 | |
B. | 都能傳遞信息 | |
C. | 傳播都不依靠別的介質(zhì) | |
D. | 都是由振蕩電路中自由電子的運動產(chǎn)生的 |
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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. | 當cd端短路時,ab之間的等效電阻是50Ω | |
B. | 當ab端短路時,cd之間的等效電阻是50Ω | |
C. | 當ab兩端接測試電源時,cd兩端的電壓為25V | |
D. | 當cd兩端接測試電源時,ab兩端的電壓為25V |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 木塊放在桌面上受到一個向上的彈力,這是由于木塊發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的 | |
B. | 由磁鐵間有相互作用可知:力可以離開物體而單獨存在 | |
C. | 摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反 | |
D. | 質(zhì)量均勻分布,形狀規(guī)則的物體的重心可能在物體上,也可能在物體外 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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