分析 (1)由圖讀出R=0時桿ab的最大速度,由E=BLv求解感生電動勢E的大小,由右手定則判斷出桿中的電流方向;
(2)根據 E=BLv、I=$\frac{E}{R+r}$、F=BIL推導出安培力的表達式,當桿勻速運動時速度最大,由平衡條件得到最大速度vm與R的關系式,根據圖象的斜率和縱截距求解金屬桿的質量m和阻值r;
(3)由E=BLv和P=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$得到瞬時電功率增大量△P,根據動能定理求出合外力對桿做的功W.
解答 解:(1)由右手定則可知,桿中電流方向從b→a (或aMPba),
由圖示圖象可知,當R=0 時,桿最終以v=2m/s勻速運動,
產生電動勢:E=BLv=0.5×2×2=2V;
(2)設最大速度為v,桿切割磁感線產生的感應電動勢 E=BLv,
由閉合電路的歐姆定律:I=$\frac{E}{R+r}$,
桿達到最大速度時滿足:mgsinθ-BIL=0,
解得:v=$\frac{mgsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$R+$\frac{mgsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$r.
由圖象可知:斜率為k=$\frac{4-2}{2}$=1m/(s•Ω),
縱截距為v0=2m/s,得到:$\frac{mgsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$r=v0,$\frac{mgsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$=k,
解得:m=$\frac{1}{6}$kg≈0.17kg,r=2Ω.
(3)感應電動勢:E=BLv,
功率:P=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R+r}$,△P=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}^{2}}{R+r}$-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}^{2}}{R+r}$,
由動能定理得:W=$\frac{1}{2}$mv22-$\frac{1}{2}$mv12,W=$\frac{m(R+r)}{2{B}^{2}{L}^{2}}$△P,
代入數據解得:W=0.5J.
答:(1)桿ab下滑過程中感應電流的方向:由b流向a,R=0時最大感應電動勢E的大小為2V;
(2)金屬桿的質量m為0.17kg,阻值r為2歐姆;
(3)當R=4Ω時,回路瞬時電功率每增加1W的過程中合外力對桿做的功W為0.5J.
點評 本題綜合考查了法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、牛頓第二定律等,綜合性強,對學生能力的要求較高,其中安培力的分析和計算是關鍵.
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 汽車做勻加速直線運動 | |
B. | 汽車受到的牽引力是恒力 | |
C. | 汽車受到的牽引力做功為Pt | |
D. | 汽車最終做勻速直線運動時的速度大小大于v1 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 機械波的傳播速度由介質本身的性質決定 | |
B. | 機械波的振幅與波源無關 | |
C. | 兩列振動方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇.波峰與波谷相遇處質點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質點的位移 | |
D. | 當波源和觀察者相向運動時,觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 0 | B. | $\sqrt{gR}$ | C. | $\sqrt{2gR}$ | D. | $\sqrt{3gR}$ |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球加速度不斷減小,最后為零 | |
B. | 小球加速度先增加后減小,最后為零 | |
C. | 小球速度先增加后減小,最后為零 | |
D. | 小球動能不斷增大,直到達到某一最大值 |
查看答案和解析>>
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com