分析 (1)由法拉第電磁感應(yīng)定律求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),再有歐姆定律求解電流的變化,
(2)最大速度時(shí),加速度應(yīng)為0,由牛頓第二定律即可求解,
(3)根據(jù)能量守恒定律求解即可,
解答 解:(1)0~t0時(shí)間內(nèi),回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)$E=\frac{△φ}{△t}={d^2}\frac{△B}{△t}=\frac{{B{d^2}}}{t_0}$
0~t0時(shí)間內(nèi),回路中的電流為$I=\frac{E}{R+r}$此階段電流恒定
t0時(shí)刻之后,導(dǎo)體棒從靜止開(kāi)始下落,速度逐漸增大,而加速度逐漸減小,電動(dòng)勢(shì)E=Bdv,而電流$i=\frac{E}{R+r}=\frac{Bdv}{R+r}$,故電流也隨時(shí)間變化的規(guī)律與速度隨時(shí)間變化規(guī)律類(lèi)似.
圖象如圖
(2)t0時(shí)刻之后,當(dāng)速度增大到使導(dǎo)體棒受到的安培力與重力相等時(shí),速度達(dá)到最大$\frac{{{B^2}{d^2}v}}{R+r}=mg$
解得 $v=\frac{mg(R+r)}{{{B^2}{d^2}}}$
(3)電阻R產(chǎn)生了Q的熱量,則回路產(chǎn)生的熱量一共為$\frac{(R+r)Q}{R}$
由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律得導(dǎo)體棒下落 時(shí)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能和回路中的內(nèi)能,即mgh=$\frac{1}{2}m{v^2}+\frac{(R+r)Q}{R}$
解得:h=$\frac{v^2}{2g}+\frac{(R+r)Q}{Rmg}$=$\frac{{{m^2}g{{(R+r)}^2}}}{{2{B^4}{d^4}}}+\frac{(R+r)Q}{Rmg}$
答:(1)如圖:
(2)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度為$\frac{mg(R+r)}{{B}^{2}qjxns8z^{2}}$;
(3)若從靜止開(kāi)始到導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度,電阻R產(chǎn)生的熱量為Q,則這個(gè)過(guò)程中導(dǎo)體棒下落的高度為$\frac{{{m^2}g{{(R+r)}^2}}}{{2{B^4}{d^4}}}+\frac{(R+r)Q}{Rmg}$.
點(diǎn)評(píng) 當(dāng)桿做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大,應(yīng)用平衡條件、安培力公式、能量守恒定律即可正確解題.桿克服安培力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,可以從能量角度求焦耳熱.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 25 m/s,1.25 | B. | 40 m/s,0.25 | C. | 50 m/s,0.25 | D. | 50 m/s,1.25 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 減小自行車(chē)所受阻力 | B. | 增大自行車(chē)的慣性 | ||
C. | 增大自行車(chē)的動(dòng)能 | D. | 增大自行車(chē)的勢(shì)能 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 電阻R上通過(guò)恒定的電流 | B. | 電容器C的a板先帶正電后帶負(fù)電 | ||
C. | MN所受摩擦力的大小始終沒(méi)變 | D. | MN所受安培力的方向先向右后向左 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 0~1s內(nèi)的平均速度是1m/s | |
B. | 0~2s內(nèi)的位移大小是3m | |
C. | 0~1s內(nèi)的加速度大小等于2~4s內(nèi)的加速度大小 | |
D. | 0~1s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向與2~4s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方向相反 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | P對(duì)板的壓力減小 | B. | P對(duì)Q的支持力減小 | ||
C. | 板對(duì)P的作用力減小 | D. | 水平地面受到的彈力減小 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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