分析 (1)先求出t1=2s時導(dǎo)體棒的有效切割長度,求出切割產(chǎn)生的動生電動勢;根據(jù)三角形邊角關(guān)系計算閉合回路的總長度.
(2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感生電動勢,再由歐姆定律求出回路中的電流強度I.
(3)若在t1=2s時刻撤去外力,為保持金屬桿繼續(xù)以v=0.2m/s做勻速運動,光滑金屬桿不再受到安培力作用,回路中感應(yīng)電流應(yīng)為零,磁通量不變,據(jù)此列式求解.
解答 解:(1)在t1時刻,連入回路的金屬桿的長度
L=2vt1tan 37°=1.5vt1,
回路的電動勢E=B0Lv=1.5 B0v2t1=0.024V,
回路的總長度:s=1.6m
(2)回路的電阻R=0.4vt1=0.16Ω,
回路的電流I=$\frac{E}{R}$=0.75v=0.15 A.
(3)在t1=2 s時刻撤去外力后,因金屬桿做勻速運動,故光滑金屬桿不再受到安培力作用,回路的感應(yīng)電流為零,任一時刻回路磁通量相等Φ1=Φ2,
三角形回路的面積S=$\frac{3{v}^{2}{t}^{2}}{4}$,
t1=2s時刻回路的磁通量Φ1=B0$\frac{3{v}^{2}{t}^{2}}{4}$,
再過時間t2回路的磁通量Φ2=B$\frac{3{v}^{2}{({t}_{1}+{t}_{2})}^{2}}{4}$,
B0$\frac{3{v}^{2}{t}_{1}{\;}^{2}}{4}$=B$\frac{3{v}^{2}{({t}_{1}+{t}_{2})}^{2}}{4}$,
聯(lián)立解得B=$\frac{0.8}{{({t}_{1}+{t}_{2})}^{2}}$ (0 s≤t2≤$\frac{4}{3}$s).
或?qū)懗葿=$\frac{0.8}{{({t}_{2}+2)}^{2}}$ (0 s≤t2≤$\frac{4}{3}$s).
答:(1)t1=2s時刻,金屬桿中的感應(yīng)電動勢E為0.024V,此時閉合回路的總長度為1.6m.
(2)t1=2s時刻,閉合回路中的感應(yīng)電流I為0.15 A.
(3)磁感應(yīng)強度B應(yīng)隨時間t2變化關(guān)系式為B=$\frac{0.8}{{({t}_{1}+{t}_{2})}^{2}}$ (0 s≤t2≤$\frac{4}{3}$s)或?qū)懗葿=$\frac{0.8}{{({t}_{2}+2)}^{2}}$ (0 s≤t2≤$\frac{4}{3}$s).
點評 本題關(guān)鍵是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、電阻定律得到感應(yīng)電流不變,明確感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件:磁通量變化,相反,磁通量不變時感應(yīng)電流為零.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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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. | 火星表面的重力加速度 | B. | 火星的第一宇宙速度 | ||
C. | “環(huán)繞器”繞火星運動的周期 | D. | 火星的平均密度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 月球第一宇宙速度為$\frac{4\sqrt{2}πR}{T}$ | B. | 月球表面重力加速度為$\frac{8{π}^{2}R}{{T}^{2}}$ | ||
C. | 月球密度為$\frac{3π}{G{T}^{2}}$ | D. | 月球質(zhì)量為$\frac{32{π}^{2}{R}^{3}}{G{T}^{2}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
行星 | 星體半徑/m | 星體質(zhì)量/kg | 公轉(zhuǎn)軌道半徑/m |
地球 | 6.4×106 | 6.0×1024 | 1.5×1011 |
火星 | 3.4×106 | 6.4×1023 | 2.3×1011 |
A. | 火星的公轉(zhuǎn)周期較大 | B. | 火星公轉(zhuǎn)的向心加速度較大 | ||
C. | 火星表面的重力加速度較小 | D. | 火星的第一宇宙速度較大 |
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