分析 (1)根據(jù)題意得到甲乙加速度相同,都是5m/s2,當(dāng)乙進(jìn)入磁場時,甲剛出磁場,由運(yùn)動學(xué)公式求出乙進(jìn)入磁場時的速度,乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時作勻速運(yùn)動,根據(jù)安培力的公式和平衡條件可求出甲乙的電阻R.
(2)甲在磁場中運(yùn)動做勻加速運(yùn)動,由速度公式得到速度與時間的關(guān)系式,根據(jù)牛頓第二定律求解外力F隨時間t的變化關(guān)系.
(3)乙進(jìn)入磁場前,甲乙發(fā)出相同熱量.甲一直在磁場中時,外力F始終等于安培力,克服安培力做功等于甲乙產(chǎn)生的總熱量;乙在磁場中運(yùn)動時,根據(jù)動能定理求出乙放出的熱量,即可求出甲乙發(fā)出的熱量,再求出外力做功.
解答 解:(1)甲乙加速度相同(5m/s2),當(dāng)乙進(jìn)入磁場時,甲剛出磁場
乙進(jìn)入磁場時速度 v=$\sqrt{2glsinθ}$=$\sqrt{2×10×0.4×0.5}$=2m/s ①
乙受力平衡 mgsinθ=F=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{2R}$ ②
R=$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{2mgsinθ}$=$\frac{0.{2}^{2}×0.{4}^{2}×2}{2×0.02×10×0.5}$=0.064Ω
(2)甲在磁場中運(yùn)動時,v=at=5t ③
外力F始終等于安培力,F(xiàn)=FA=BIl=B$\frac{Blv}{2R}$l=0.25t ④
F方向沿導(dǎo)軌向下
(3)乙進(jìn)入磁場前,甲乙發(fā)出相同熱量,設(shè)為Q1.
此過程中甲一直在磁場中,外力F始終等于安培力,則有WF=W安=2 Q1 ⑥
乙在磁場中運(yùn)動發(fā)出熱量Q2,
利用動能定理mglsinθ-2 Q2=0
得Q2=0.02J ⑦
甲乙發(fā)出相同熱量Q1=$\frac{1}{2}$(Q-Q2)=$\frac{1}{2}$×($\frac{1}{30}$-0.02)=0.0133J
由于甲出磁場以后,外力F為零.得WF=2 Q1=0.0266J
答:
(1)甲乙的電阻R為0.064Ω.
(2)從開始到甲金屬桿離開磁場,外力F隨時間t的變化關(guān)系為F=0.25t,F(xiàn)的方向沿導(dǎo)軌向下.
(3)此過程中外力F對甲做的功為0.0267J.
點評 本題是復(fù)雜的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是電磁感應(yīng)與力學(xué)知識的綜合,分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動情況,要抓住甲勻加速運(yùn)動的過程中,外力與安培力大小相等.分別從力和能量兩個角度進(jìn)行研究.
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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. | 人對地板壓力將減小 | B. | 地板對人的支持力將增大 | ||
C. | 人所受的重力將會減小 | D. | 人所受的重力增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就一定有感應(yīng)電流 | |
B. | 當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中一定有感應(yīng)電流 | |
C. | 若閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動,閉合電路中一定有感應(yīng)電流 | |
D. | 只要導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動,導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 只有靜止的物體才受重力 | |
B. | 兩個相互接觸的物體間一定有摩擦力 | |
C. | 摩擦力的方向一定和物體運(yùn)動方向相反 | |
D. | 一個力被分解為兩個分力,分力的大小可以都大于合力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 兩個球總是同時落地 | |
B. | 打擊力F越大則A球落地越快 | |
C. | 說明平拋物體的運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動 | |
D. | 說明平拋物體的運(yùn)動水平方向分運(yùn)動是勻速運(yùn)動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 牛頓第一定律 | B. | 牛頓第二定律 | C. | 牛頓第三定律 | D. | 萬有引力定律 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體處于超重狀態(tài) | B. | 物體的重力變大了 | ||
C. | 物體處于失重狀態(tài) | D. | 電梯可能做加速上升 |
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