分析 (1)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,受到向上的安培力,由法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和安培力公式結(jié)合得到安培力,再由牛頓第二定律求解加速度.
(2)導(dǎo)體棒ab進入磁場Ⅱ后,棒中的電流大小始終保持不變,說明棒做勻速運動,由平衡條件求得速度,再由機械能守恒或運動學(xué)公式求解h.
(3)由速度公式、安培力公式和牛頓第二定律結(jié)合求解F與t的關(guān)系式.
解答 解:(1)以導(dǎo)體棒為研究對象,棒在磁場Ⅰ中做切割磁感線運動,棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E,棒在重力和安培力作用下做加速運動,由牛頓第二定律得:
mg-BIL=ma1…①
又 E=BLv1…②
R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$…③
I=$\frac{E}{R+r}$…④
由以上四式解得:a1=5m/s2.
(2)導(dǎo)體棒進入磁場Ⅱ后,安培力等于重力,導(dǎo)體棒做勻速運動,導(dǎo)體棒中電流大小始終保持不變,則有
mg=BI′L…⑤
又 E=BLv2…⑥
聯(lián)立③⑤⑥⑦得:v2=6m/s
導(dǎo)體棒從MN到CD做加速度為g的勻加速直線運動,則有:${v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}$=2gh…⑦
可得 h=1.35m
(3)導(dǎo)體棒進入磁場Ⅱ后經(jīng)過時間t時的速度大小為:v=v2+at…⑧
由牛頓第二定律得:F+mg-F安=ma…⑨
又 F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$…(10)
由③⑧⑨(10)式解得:
F=(t+1.6)N
答:(1)導(dǎo)體棒ab快要接近MN時的加速度大小是5m/s2.
(2)磁場I和II之間的距離h是1.35m.
(3)所加外力F隨時間t變化的關(guān)系式是F=(t+1.6)N.
點評 本題考查了關(guān)于電磁感應(yīng)的復(fù)雜問題,對于這類問題一定要做好電流、安培力、運動情況、功能關(guān)系這四個方面的問題分析.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映 | |
B. | 氣體只所以產(chǎn)生壓強,是由于分子間存在著斥力 | |
C. | 一些昆蟲可以停在水面上,是由于表面張力作用的結(jié)果 | |
D. | 可以利用高科技手段,將散失在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來加以利用而不引起其他變化 |
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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:選擇題
A. | F1<F2 | B. | F1>F2 | ||
C. | F1=F2 | D. | 因k1、k2大小關(guān)系未知,故無法確定 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 布朗運動是懸浮在水中的花粉微粒的運動,但它間接反映了液體分子永不停息地做無規(guī)則運動 | |
B. | 用活塞壓縮氣缸里的空氣,對空氣做的功為2.0×105J,同時空氣的內(nèi)能增加了1.5×105J,則空氣從外界吸熱量為0.5×105J | |
C. | 一定質(zhì)量的理想氣體,壓強不變時,如果溫度升高,氣體要放出熱量 | |
D. | 熱量從低溫物體傳到高溫物體是可能的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
序號 | 電壓/V | 電流/A |
1 | 0.00 | 0.00 |
2 | 0.40 | 0.02 |
3 | 0.80 | 0.05 |
4 | 1.20 | 0.18 |
5 | 1.60 | 0.20 |
6 | 2.00 | 0.31 |
7 | 2.40 | 0.44 |
8 | 2.80 | 0.63 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | FT=$\frac{G}{sina}$ | |
B. | FN=Gtanα | |
C. | 若緩慢堿小懸繩的長度,F(xiàn)T與FN的合力變大 | |
D. | 若緩慢減小懸繩的長度,F(xiàn)T減小,F(xiàn)N增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 盧瑟福的α粒子散射實驗揭示了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu) | |
B. | 玻爾理論成功地解釋了各種原子的發(fā)光現(xiàn)象 | |
C. | 愛因斯坦成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象 | |
D. | 牛頓提出的質(zhì)量不變性是狹義相對論的基本假設(shè)之一 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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