分析 (1)由左手定則可判定安培力方向,再由切割感應(yīng)電動勢,及牛頓第二定律與閉合電路歐姆定律,即可求解;
(2)利用平衡條件,求解導體棒ab進入磁場Ⅱ的速度,再依據(jù)牛頓第二定律,及運動學公式,即可求解兩磁場邊界EF和MN之間的距離;
(3)運用牛頓第二定律和閉合電路歐姆定律,結(jié)合運動學公式,及微積分求和,與能量守恒定律,即可求解.
解答 解:(1)導體棒ab剛要到達EF時,在磁場中切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢:E1=Bdv1
經(jīng)分析可知,此時導體棒ab所受安培力的方向水平向左,
由牛頓第二定律,則有:F0-BI1d=ma1
根據(jù)閉合電路的歐姆定律,則有:I1=E1R+r
上式中,R=R1R2R1+R2=2Ω
解得:a1=5m/s2;
(2)導體棒ab進入磁場Ⅱ后,受到的安培力與F0平衡,做勻速直線運動,
導體棒ab中通過的電流I2,保持不變,則有:F0=BI2d,其中,I2=Bdv2R+r
設(shè)導體棒ab從EF運動到MN的過程中的加速度大小為a2,
根據(jù)牛頓第二定律,則有:F0=ma2;
導體棒ab在EF,MN之間做勻加速直線運動,則有:v22−v21=2a2L
解得:L=1.35m
(3)對撤去F0后,導體棒ab繼續(xù)滑行的過程中,
根據(jù)牛頓第二定律和閉合電路歐姆定律,則有:BId=ma;
而I=BdvR+r
若△t→0,則有:a=△v△t;
由以上三式可得:B20aocpix2R+rv△t=m△v
則有:B2ap09qoz2R+r∑v△t=m∑△v,即B2qfqjuyz2R+rs=m(v2-0)
解得:s=3.6m;
根據(jù)能量守恒定律,則有:Q=12mv22
因v2=6m/s,
代入數(shù)據(jù),解得:Q=3.6J
答:(1)導體棒ab剛要到達EF時的加速度大小5m/s2;
(2)兩磁場邊界EF和MN之間的距離1.35m;
(3)若在導體棒ab剛要到達MN時將恒力F0撤去,導體棒ab能繼續(xù)滑行的距離s以及滑行該距離s的過程中整個回路產(chǎn)生的焦耳熱3.6J.
點評 考查左手定則的內(nèi)容,掌握牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律與能量守恒定律的應(yīng)用,理解微積分求和的方法,注意利用平衡條件求解導體棒ab進入磁場Ⅱ的速度.
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:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 副線圈上的磁通量變化率的最大值為2√2wb/s | |
B. | 通過電阻R1的電流方向每秒變化50次 | |
C. | 如果R2斷路,通過電阻R1的電流變大 | |
D. | 如果R2斷路,則原線圈的輸入電流變小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 2000匝 | B. | 1350匝 | C. | 900匝 | D. | 400匝 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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