分析 (1)根據切割產生的感應電動勢,抓住切割的有效長度求出感應電動勢的大小,通過閉合電路歐姆定律求出電流的大小,從而求出方框下落的速度為v時的電功率.
(2)當重力等于安培力時,速度最大,根據平衡,結合切割產生的感應電動勢公式、閉合電路歐姆定律以及安培力大小公式求出最終的速度大小.
(3)根據能量守恒定律,即可求解.
解答 解:(1)由題意知,方框所在處在磁感應強度為B;當環(huán)速度為v時,切割磁感線產生的電動勢為:
E=2BLv;
電流為:I=\frac{E}{\frac{ρ•4L}{A}}=\frac{EA}{4ρL}
電功率為:P=I2R電=(\frac{EA}{4ρL})2×\frac{ρ•4L}{A}=\frac{{E}^{2}A}{4ρL}=\frac{{B}^{2}LA{v}^{2}}{ρ}
(2)當方框加速度為零時,有最大速度vm
此時有:F安=2BIL=B×\frac{2BL{v}_{m}}{ρ\frac{4L}{A}}×L=\frac{{B}^{2}LA{v}_{m}}{2ρ}
由平衡條件有:mg=F安
又m=dLA
聯(lián)立上式,解得:vm=\frac{2ρdg}{{B}^{2}}
(3)由能量守恒定律:
mgh=\frac{1}{2}mvm2+Q
解得:Q=mgh-\frac{1}{2}mvm2=dLA(gh-\frac{2{ρ}^{2}gctgahx^{2}{g}^{2}}{{B}^{4}});
答:(1)方框下落的速度為v時的電功率\frac{{B}^{2}LA{v}^{2}}{ρ};
(2)方框下落的最終速度\frac{2ρdg}{{B}^{2}};
(3)從開始下落到速度達到最大過程方框消耗的電能dLA(gh-\frac{2{ρ}^{2}ka7papn^{2}{g}^{2}}{{B}^{4}}).
點評 本題考查電磁感應與力學以及能量的綜合,掌握切割產生的感應電動勢公式、閉合電路歐姆定律等知識,知道當重力等于安培力時,速度最大.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 液體溫度越高,布朗運動越劇烈 | |
B. | 懸浮粒子越大,布朗運動越劇烈 | |
C. | 布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的 | |
D. | 布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 導體框所受安培力方向相同 | B. | 導體框中產生的感應電流方向相同 | ||
C. | 導體框ad邊兩端電勢差相等 | D. | 通過導體框截面的電荷量不相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A端接的是高壓直流電源的正極 | B. | C端是蹄形磁鐵的N極 | ||
C. | C端是蹄形磁鐵的S極 | D. | 以上說法均不對 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 6N的拉力 | B. | 6N的壓力 | C. | 54N的拉力 | D. | 54N的壓力 |
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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:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | v1:v2:v3=1:2:3 | B. | v1:v2:v3=\sqrt{3}:\sqrt{2}:1 | ||
C. | t1:t2:t3=1:\sqrt{2}:\sqrt{3} | D. | t1:t2:t3=(\sqrt{3}-\sqrt{2}):(\sqrt{2}-1):1 |
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