A. | ab即將離開磁場時,安培力的大小為$\frac{{2{B^2}{L^2}{{v}_1}}}{3R}$ | |
B. | 整個運動的過程中,通過電阻R上的電量為$\frac{{4B{L^2}}}{3R}$ | |
C. | ab即將離開磁場時,加速度的大小為$\frac{{{v}_2^2-{v}_1^2}}{4L}-\frac{{8{B^2}{L^2}{{v}_1}}}{3mR}$ | |
D. | 整個過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{1}{6}$m(v22-3v12) |
分析 (1)由導(dǎo)體切割磁感線規(guī)律可求得電動勢,再由安培力公式可求得安培力,注意切割長度為2L;
(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律可求解電量;
(3)根據(jù)法拉第定律、歐姆定律、安培力和牛頓第二定律結(jié)合求加速度.
(4)據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出線框中感應(yīng)電動勢.根據(jù)焦耳定律和正弦交變電流的特點求出電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Ql.
解答 解:A、ab即將離開時,速度為v1,電動勢E=2BLv1,電流I=$\frac{E}{0.5R+R}$;安培力F=2BIL=$\frac{8{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{3R}$;故A錯誤;
B、整個過程中,磁通量的變化量為△Φ=2BL2;產(chǎn)生的電量q=$\frac{△Φ}{1.5R△t}•△t$=$\frac{2B{L}^{2}}{1.5R}$=$\frac{{4B{L^2}}}{3R}$;故B正確;
C、ab桿在離開磁場前瞬間,水平方向上受安培力F安和外力F作用,ab桿在位移L到3L的過程中,由動能定理得:F(3L-L)=$\frac{1}{2}m({v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2})$;
解得:F=$\frac{{m(v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2})}{4L}$
設(shè)加速度為a,
則 F安=BIL
I=$\frac{BL{v}_{1}}{R}$
a=$\frac{F-{F}_{安}}{m}$
聯(lián)立解得:a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{4L}$-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{mR}$;故C正確;
D、ab桿在磁場中發(fā)生L位移過程中,恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產(chǎn)生的電能(即電阻R上產(chǎn)生的電熱Q1),由能量守恒定律得:FL=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}+{Q}_{1}$
聯(lián)立解得:Q1=$\frac{m({v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2})}{4}$;故D正確;
故選:BCD.
點評 本題考查導(dǎo)體切割磁感線中的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律;要能夠把法拉第電磁感應(yīng)定律與電路知識結(jié)合運用.電磁感應(yīng)中動力學(xué)問題離不開受力分析和運動過程分析.
關(guān)于電磁感應(yīng)中能量問題我們要從功能關(guān)系角度出發(fā)研究.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小環(huán)2一定在y軸上 | B. | 小環(huán)2可能在x軸上 | ||
C. | 小環(huán)1可能帶正電,也可能帶負(fù)電 | D. | 小環(huán)2一定帶負(fù)電 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 0~t1時間內(nèi)汽車以恒定功率做勻加速運動 | |
B. | t1~t2時間內(nèi)的平均速度為$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$ | |
C. | t1~t2時間內(nèi)汽車牽引力做功等于$\frac{1}{2}$mv22-$\frac{1}{2}$mv12 | |
D. | 在全過程中t1時刻的牽引力及其功率都是最大值,t2~t3時間內(nèi)牽引力最小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{2}{3}$mg | B. | mg | C. | $\frac{4}{3}$mg | D. | $\frac{3}{2}$mg |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 溫度升高、體積減小 | B. | 溫度降低、體積增大 | ||
C. | 壓強增大、體積不變 | D. | 壓強減小、體積減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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