分析 (1)當(dāng)金屬棒受到的安培力與重力沿斜面的分力相等時,導(dǎo)體棒受到的合力為零,導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動,速度最大,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),由安培力公式及平衡條件即可求出棒下滑的最大速度.
(2)由能量守恒定律求解電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.
(3)為使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,回路中磁通量應(yīng)不變,據(jù)此列式求解.
解答 解:(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律,得 E=B0lv
由閉合電路歐姆定律,得 I=ER+r
整個運(yùn)動過程,根據(jù)牛頓第二定律得 mgsinθ-B0lI=ma
當(dāng)棒運(yùn)動的加速度為零時速度最大,可解得 vm=\frac{mg(R+r)sinθ}{{B}_{0}^{2}{l}^{2}}=2m/s
(2)從棒由靜止釋放到達(dá)到最大速度的過程中,
由能量守恒定律得 mgxsinθ=\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}+Q
可解得 Q=mgxsinθ-\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}=3J
故電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為 QR=\frac{R}{R+r}Q=2.25J
(3)當(dāng)回路中的總磁通量不變時,棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,沿導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動.
則有:B0lx0=Bl(x0+\frac{1}{2}a′{t}^{2})
由牛頓第二定律得 mgsinθ=ma′
聯(lián)立解得 B=\frac{2}{1+5{t}^{2}}T
答:
(1)金屬棒的穩(wěn)定速度是2m/s.
(2)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是2.25J.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的表達(dá)式為B=\frac{2}{1+5{t}^{2}}T.
點(diǎn)評 對金屬棒正確受力分析、分析清楚金屬棒的運(yùn)動過程、應(yīng)用安培力公式、平衡條件等,即可正確解題.要明確產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路的磁通量變化.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 航天器的軌道半徑為\frac{θ}{s} | B. | 航天器的環(huán)繞周期為\frac{2πt}{θ} | ||
C. | 月球的質(zhì)量為\frac{{s}^{3}}{G{t}^{2}θ} | D. | 月球的密度為\frac{3{θ}^{2}}{4G{t}^{2}} |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | {\;}_{7}^{14}N+{\;}_{2}^{4}He→{\;}_{8}^{17}O+{\;}_{1}^{1}H | B. | {\;}_{92}^{238}U→{\;}_{90}^{234}Th+{\;}_{2}^{4}He | ||
C. | {\;}_{1}^{2}H+{\;}_{1}^{3}H→{\;}_{2}^{4}He+{\;}_{0}^{1}n | D. | {\;}_{90}^{234}Th→{\;}_{91}^{234}Pa+{\;}_{-1}^{0}e |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 如果物體所受合外力做功為零,則物體所受合外力就為零 | |
B. | 如果物體所受合外力做功為零,則物體的動能就不會發(fā)生改變 | |
C. | 做變速運(yùn)動的物體其動能有可能保持不變 | |
D. | 如果物體的動能不變,則物體受到的合外力一定為零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 船的航行速度最小為2 m/s | |
B. | 船的航行速度最小為3 m/s | |
C. | 船的航行速度最小時船頭指向上游與南岸成60° | |
D. | 船的航行速度最小時船頭指向下游與南岸成30° |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物塊到達(dá)小車最右端時,小車具有的動能為fx | |
B. | 物塊到達(dá)小車最右端時,物塊具有的動能為F(L+x) | |
C. | 在這個過程中,摩擦力對物塊所做的功為-f(L+x) | |
D. | 在這個過程中,物塊和小車增加的動能為fx |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | W1=W2,W3=W4 | B. | W1<W2,W3<W4 | C. | W1>W(wǎng)2,W3>W(wǎng)4 | D. | W1<W2,W3>W(wǎng)4 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 汽車在A點(diǎn)處于合外力為0 | B. | 從A到B汽車的機(jī)械能不變 | ||
C. | A到B汽車發(fā)動機(jī)功率恒定 | D. | 汽車中的人在A處會有失重的感覺 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn) | |
B. | 從微觀角度看,氣體的壓強(qiáng)僅取決于分子的平均動能 | |
C. | 液體具有流動性,說明液體分子間作用力比固體分子間作用力小 | |
D. | 物體的內(nèi)能只與物體的體積有關(guān) |
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