A. | 初始時刻導(dǎo)體棒所受的安培力大小為$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$ | |
B. | 從初始時刻至導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最左端的過程中,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱大于$\frac{2Q}{3}$ | |
C. | 當(dāng)導(dǎo)體棒第一次到達(dá)最右端時,每根彈簧具有的彈性勢能為$\frac{1}{4}$mv02-Q | |
D. | 當(dāng)導(dǎo)體棒第一次回到初始位置時,AB間電阻R的熱功率為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{{v}_{0}}^{2}}{R}$ |
分析 由E=BLv、I=$\frac{E}{R}$、F=BIL三個公式結(jié)合求解初始時刻棒受到安培力大小.MN棒從開始到第一次運動至最右端,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q,整個回路產(chǎn)生的焦耳熱為2Q.
解答 解:A、感應(yīng)電動勢:E=BLv0,感應(yīng)電流:I=$\frac{E}{{R}_{并}}$=$\frac{BL{v}_{0}}{\frac{R}{2}}$=$\frac{2BL{v}_{0}}{R}$,導(dǎo)體棒受到的安培力:FA=BIL=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$,故A正確;
B、MN棒第一次運動至最右端的過程中AB間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為2Q.由于安培力始終對MN做負(fù)功,產(chǎn)生焦耳熱,棒第一次達(dá)到最左端的過程中,棒平均速度最大,平均安培力最大,位移也最大,棒克服安培力做功最大,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)大于$\frac{1}{3}$•2Q=$\frac{2Q}{3}$,故B正確;
C、MN棒第一次運動至最右端的過程中AC間電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,回路中產(chǎn)生的總焦耳熱為2Q.由能量守恒定律得:$\frac{1}{2}$mv02=2Q+2EP,此時彈簧的彈性勢能:EP=$\frac{1}{4}$mv02-Q,故C正確;
D、由于回路中產(chǎn)生焦耳熱,棒和彈簧的機械能有損失,所以當(dāng)棒再次回到初始位置時,速度小于v0,棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E<BLv0,由電功率公式P=$\frac{{E}^{2}}{R}$知,則AC間電阻R的功率小于$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}^{2}}{R}$,故D錯誤;
故選:ABC.
點評 本題分析系統(tǒng)中能量如何轉(zhuǎn)化是難點,也是關(guān)鍵點,根據(jù)導(dǎo)體棒克服安培力做功等于產(chǎn)生的焦耳熱,分析電阻R上產(chǎn)生的熱量.
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:選擇題
A. | 周期TA<TB | B. | 周期TA>TB | C. | 線速度vA=vB | D. | 線速度vA>vB |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電動勢是一種非靜電力 | |
B. | 電動勢越大表明電源儲存的電能越多 | |
C. | 電動勢由電源中非靜電力的特性決定,跟其體積、外電路無關(guān) | |
D. | 電動勢就是閉合電路中電源兩端的電壓 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 水流速度越大,路程越長,時間越長 | B. | 水流速度越大,路程越短,時間越短 | ||
C. | 路程和時間都與水速無關(guān) | D. | 渡河時間與水流速度無關(guān) |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 撤去電感線圈中的鐵芯,使L減小 | |
B. | 更換電感線圈中的鐵芯,使L增大 | |
C. | 更換電感線圈,保持L不變,使RL增大 | |
D. | 更換電感線圈,保持L不變,使RL減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 3 F | B. | 1.7 F | C. | 3.4F | D. | 0.6 F |
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