分析 (1)導(dǎo)體棒甲對(duì)底端擋板的作用力為零時(shí),安培力等于重力平行斜面的分力,根據(jù)平衡條件得到安培力;根據(jù)安培力公式得到通過甲的電流;
導(dǎo)體乙相當(dāng)于電源,甲和電阻2R是并聯(lián)關(guān)系;
導(dǎo)體棒乙做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式列式求解時(shí)間;
(2)在第(1)問中,已經(jīng)求解出了電流,根據(jù)P=I2R求解定值電阻消耗的電功率;
(3)導(dǎo)體棒乙受重力、支持力、拉力和安培力,根據(jù)牛頓第二定律、安培力公式、切割公式和歐姆定律公式列式求解拉力的表達(dá)式即可.
解答 解:(1)導(dǎo)體棒甲對(duì)底端擋板的作用力為零時(shí)刻,根據(jù)平衡條件,有:mgsinθ=BI1L,解得:I1=$\frac{mgsinθ}{BL}$;
故流過2R的電流為:I2=$\frac{1}{2}{I}_{1}$=$\frac{mgsinθ}{2BL}$,
故干路電流I=I1+I2=$\frac{3mgsinθ}{2BL}$,
故電動(dòng)勢(shì):E=I1R+IR=$\frac{5mgRsinθ}{2BL}$;
根據(jù)E=BLv=BLat,解得:t=$\frac{5mgRsinθ}{{2{B^2}{L^2}a}}$;
(2)當(dāng)導(dǎo)體甲與擋板之間的作用力為零時(shí),定值電阻消耗的電功率:P=$I_2^2•2R={(\frac{mgsinθ}{2BL})^2}×2R=\frac{{{m^2}{g^2}Rsi{n^2}θ}}{{2{B^2}{L^2}}}$;
(3)對(duì)導(dǎo)體棒甲,根據(jù)切割公式,有:B=BLv=BLat,
根據(jù)安培力公式,有:FA=BIL=B$\frac{BLat}{R+\frac{R•2R}{R+2R}}$L=$\frac{3{B}^{2}{L}^{2}at}{5R}$;
根據(jù)牛頓第二定律,有:F-FA-mgsinθ=ma,
解得:F=$\frac{{3{B^2}{L^2}at}}{5R}+m(gsinθ+a)$;
答:(1)如果從導(dǎo)體棒乙開始運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí),則需要$\frac{5mgRsinθ}{2{B}^{2}{L}^{2}a}$長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)體棒甲對(duì)底端擋板的作用力為零;
(2)當(dāng)導(dǎo)體甲與擋板之間的作用力為零時(shí),定值電阻消耗的電功率是$\frac{{m}^{2}{g}^{2}Rsi{n}^{2}θ}{2{B}^{2}{L}^{2}}$;
(3)導(dǎo)體棒乙開始運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)體到導(dǎo)體棒甲與擋板之間作用力為零的過程中外力F時(shí)間t的關(guān)系式為F=$\frac{{3{B^2}{L^2}at}}{5R}+m(gsinθ+a)$.
點(diǎn)評(píng) 本題是力電綜合問題,關(guān)鍵是明確電路結(jié)構(gòu),知道導(dǎo)體棒的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)牛頓第二定律、切割公式、安培力公式等列式分析.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 形狀規(guī)則的物體的重心一定在該物體的幾何中心 | |
B. | 彈簧的勁度系數(shù)與彈簧的彈力成正比,與彈簧的形變量成反比 | |
C. | 動(dòng)摩擦因數(shù)與滑動(dòng)摩擦力成正比,與物體之間的正壓力成反比 | |
D. | 靜摩擦力的大小不隨正壓力的增大而增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 太陽(yáng)一定在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上 | |
B. | 該行星在a點(diǎn)的速度比在b、c兩點(diǎn)的速度都大 | |
C. | 該行星在c點(diǎn)的速度比在a、b兩點(diǎn)的速度都大 | |
D. | 行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積是相等的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 先順時(shí)針,再逆時(shí)針 | |
B. | 先順時(shí)針,再逆時(shí)針,然后順時(shí)針 | |
C. | 先逆時(shí)針,再順時(shí)針,然后逆時(shí)針,然后再順時(shí)針 | |
D. | 先順時(shí)針,再逆時(shí)針,然后順時(shí)針,然后再逆時(shí)針 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | TA增大,TB不變 | B. | TA不變,TB增大 | C. | TA、TB均減小 | D. | TA、TB均不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球所受電場(chǎng)力的大小為mgtanθ | |
B. | 小球到B點(diǎn)時(shí)的速度最大 | |
C. | 小球可能能夠到達(dá)A點(diǎn),且到A點(diǎn)時(shí)的速度不為零 | |
D. | 小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)所受繩的拉力最大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 帶電小球的動(dòng)能一定變化 | B. | 帶電小球運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是直線 | ||
C. | 帶電小球做的一定是勻變速運(yùn)動(dòng) | D. | 帶電小球在a 點(diǎn)的速度可能為零 |
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