分析 (1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律列式求解平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)閉合電路歐姆定律求解平均電流,根據(jù)電流的定義求解電量q;
(2)對(duì)桿運(yùn)動(dòng)L的過程運(yùn)用功能關(guān)系列式,對(duì)接下來的2L位移過程再次根據(jù)動(dòng)能定理列式,根據(jù)焦耳定律得到電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱與電路中總的焦耳熱的關(guān)系,最后聯(lián)立求解;
(3)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí),可等效為矩形閉合電路在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中反方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),根據(jù)Em=BSω求解最大值,根據(jù)$E=\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}$求解有效值,最后根據(jù)焦耳定律列式求解.
解答 解:(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有:
$E=\frac{△Φ}{△t}=\frac{B}{t}{L^2}$
根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:
$I=\frac{E}{R+r}$
電量:
q=It
聯(lián)立解得:
$q=\frac{{B{L^2}}}{R+r}$
(2)ab桿由起始位置發(fā)生位移L的過程,根據(jù)功能關(guān)系,有:
$FL=\frac{1}{2}mv_1^2+{Q_總}$
ab桿從L到3L的過程中,由動(dòng)能定理可得:
$2FL=\frac{1}{2}mv_2^2-\frac{1}{2}mv_1^2$
聯(lián)立解得:
${Q_總}=\frac{m(v_2^2-3v_1^2)}{4}$
根據(jù)焦耳定律,有:
${Q_1}=\frac{R}{R+r}$Q總
聯(lián)立解得:
${Q_1}=\frac{Rm(v_2^2-3v_1^2)}{4(R+r)}$
(3)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí),可等效為矩形閉合電路在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中反方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),所以閉合電路中產(chǎn)生正弦式電流,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值:
${E_m}=BSω=B{L^2}ω$
有效值:
$E=\frac{E_m}{{\sqrt{2}}}$
根據(jù)焦耳定律,有:
${Q_2}=\frac{E^2}{R+r}•\frac{T}{4}$
而$T=\frac{2π}{ω}$,則:
$ω=\frac{{4(R+r){Q_2}}}{{π{B^2}{L^4}}}$
答:(1)此過程中電阻R上產(chǎn)生的電量q為$\frac{B{L}^{2}}{R+r}$.
(2)此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{Rm({v}_{2}^{2}-3{v}_{1}^{2})}{4(R+r)}$.
(3)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大小是$\frac{4(R+r){Q}_{2}}{π{B}^{2}{L}^{4}}$.
點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是區(qū)分交流四值,知道求解電量用平均值、求解熱量用有效值,同時(shí)要結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律列式求解,不難.
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A. | 小球在B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 | |
B. | 小球的重力勢(shì)能不斷增大 | |
C. | 小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 | |
D. | 到C點(diǎn)時(shí)小球重力勢(shì)能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 地球質(zhì)量M=$\frac{a{R}^{2}}{G}$ | B. | 地球密度$ρ=\frac{{3{a_1}r_1^2}}{{4πG{R^3}}}$ | ||
C. | 地球的第一宇宙速度為$\sqrt{aR}$ | D. | 向心加速度之比$\frac{{a}_{1}}{a}$=$\frac{{R}^{2}}{{{r}_{1}}^{2}}$ |
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A. | $\frac{v_0}{t}$ | B. | $\sqrt{\frac{{{v_0}R}}{t}}$ | C. | $\sqrt{\frac{{2{v_0}R}}{t}}$ | D. | $\sqrt{\frac{v_0}{Rt}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 摩擦力對(duì)物體做功10J | B. | 摩擦力對(duì)物體做功-10J | ||
C. | 摩擦力不做功 | D. | 物體克服摩擦力做功10J |
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