分析 (1)根據(jù)楞次定律可得電勢(shì)高低;
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可求角速度;
(3)根據(jù)能量守恒定律可得在轉(zhuǎn)出60°角過(guò)程AO段導(dǎo)線上產(chǎn)生的焦耳熱和全過(guò)程重力勢(shì)能的減少等于在AB導(dǎo)線上產(chǎn)生的總焦耳熱.
解答 解:(1)根據(jù)楞次定律可得電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,此時(shí)OB便切割磁感應(yīng)線,所以O(shè)點(diǎn)的電勢(shì)高于A;
(2)已知在轉(zhuǎn)出60°角時(shí),AO兩點(diǎn)間的電壓為U.則此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:
E=2U,
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:E=$\frac{1}{2}BR{ω}^{2}$,
解得:$ω=2\sqrt{\frac{U}{BR}}$;
(3)在轉(zhuǎn)出60°角過(guò)程,重力勢(shì)能減少為:
△EP=mgd(1+cos30°)=$\frac{2mgR}{π}(1+\frac{\sqrt{3}}{2})$;
線框的速度為:v=Rω=$2\sqrt{\frac{RU}{B}}$;
動(dòng)能增加為:$△{E}_{k}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{2mRU}{B}$,
所以在轉(zhuǎn)出60°角過(guò)程AO段導(dǎo)線上產(chǎn)生的焦耳熱為:
Q1=$\frac{1}{2}(△{E}_{P}-△{E}_{k})$=$\frac{mgR}{π}(1+\frac{\sqrt{3}}{2})-\frac{mRU}{B}$;
全過(guò)程重力勢(shì)能的減少等于在AB導(dǎo)線上產(chǎn)生的總焦耳熱,所以有:
Q=mg•2d=$\frac{4mgR}{π}$.
答:(1)在轉(zhuǎn)出60°角時(shí)O點(diǎn)的電勢(shì)高于A;
(2)在轉(zhuǎn)出60°角時(shí)線框繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為$2\sqrt{\frac{U}{BR}}$;
(3)在轉(zhuǎn)出60°角過(guò)程AO段導(dǎo)線上產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{mgR}{π}(1+\frac{\sqrt{3}}{2})-\frac{mRU}{B}$;全過(guò)程在AB導(dǎo)線上可產(chǎn)生的總焦耳熱為$\frac{4mgR}{π}$.
點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)問(wèn)題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下物體的平衡問(wèn)題;另一條是能量,分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 在AB階段的加速度大小為1m/s2 | |
B. | 在B點(diǎn)飛出時(shí)的速度大小為4m/s | |
C. | 落在C點(diǎn)前一瞬間的速度大小為6m/s | |
D. | 從B點(diǎn)到C點(diǎn)水平前進(jìn)的距離為4.8m |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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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:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | A、B兩點(diǎn)的角速度大小之比為1:1 | |
B. | A、C兩點(diǎn)的周期之比為R1:R2 | |
C. | B、C兩點(diǎn)的向心速度大小之比為R22:R32 | |
D. | A、C兩點(diǎn)的向心速度大小之比為R22:(R1R3) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為0.5R | |
B. | 兩帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1:1 | |
C. | 兩帶電粒子的出射點(diǎn)到AO所在直線的距離之比為1:1 | |
D. | 兩粒子出射速度的方向相互平行 |
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