分析 (1)從t=0時(shí)刻開始,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的倒數(shù)隨時(shí)間t的變化規(guī)律,說明回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,磁通量不變,據(jù)此列式,可知第1s內(nèi)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),從而即可求解.
(2)B保持不變后,導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng),由動(dòng)量定理列式,結(jié)合電量與距離的關(guān)系,求解棒的質(zhì)量.
(3)根據(jù)能量守恒得到回路產(chǎn)生的焦耳熱,即為電功的大小,再求平均電功率P.
解答 解:(1)從t=0時(shí)刻開始,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的倒數(shù)隨時(shí)間t的變化規(guī)律;
即$\frac{1}{B}=5-t$;
則0.2×1=B(1-0.2t)
即有:B0Ld=B(L-v0t)d…①
說明回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,磁通量不變,因此導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng),
那么在0~1s內(nèi)棒受到的安培力為零;
(2)t=1s時(shí)B=0.25T,第1s內(nèi)位移為:x=v0t=0.2m…③
從第1s末到第5s末,導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng),取向左為正方向,根據(jù)動(dòng)量定理得:
-B$\overline{I}$d•t=0-mv0…④
又$\overline{I}$t=q=$\frac{\overline{E}t}{R+r}$=$\frac{Bd\overline{v}t}{R+r}$=$\frac{Bd(L-x)}{R+r}$=$\frac{0.25×0.2×(1-0.2)}{0.4+0.1}$=0.08C…⑤
則由④得:m=$\frac{Bqd}{{v}_{0}}$=$\frac{0.25×0.08×0.2}{0.2}$kg=0.02kg
(3)0-5s內(nèi)回路產(chǎn)生的總焦耳熱為:Q=$\frac{1}{2}$m${v}_{0}^{2}$=4×10-4J
電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為:QR=$\frac{R}{R+r}$Q=3.2×10-4J
則電阻R上電功為:W=QR=3.2×10-4J
0-5s內(nèi)電阻R消耗的平均電功率為:P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.2×1{0}^{-4}}{5}$=6.4×10-5W
答:(1)第1s內(nèi),棒受到的安培力為零;
(2)棒的質(zhì)量為0.02kg;
(3)0-5s內(nèi)電阻R消耗的平均電功率為6.4×10-5W.
點(diǎn)評(píng) 解決本題關(guān)鍵掌握當(dāng)回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí),回路總的磁通量應(yīng)保持不變.運(yùn)用動(dòng)量定理求電量q,感應(yīng)電量表達(dá)式為q=$\frac{△Φ}{R+r}$都是常用的思路,要加強(qiáng)這方面的練習(xí),提高解題能力.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 樹木開始倒下時(shí),樹梢的角速度較大,易于判斷 | |
B. | 樹木開始倒下時(shí),樹梢的線速度較大,易于判斷 | |
C. | 樹木開始倒下時(shí),樹梢的向心加速度較小,易于判斷 | |
D. | 伐木工人的經(jīng)驗(yàn)缺乏科學(xué)依據(jù) |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | B物塊的最大速度為$\sqrt{\frac{14}{15}}$m/s | |
B. | B物塊的最大速度為$\sqrt{\frac{2}{3}}$m/s | |
C. | B物塊沿斜面上升的最大位移為$\frac{8}{45}m$ | |
D. | B物塊沿斜面上升的最大位移為$\frac{7}{45}m$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 若有一個(gè)粒子從OA邊射出磁場(chǎng),則另一個(gè)粒子一定從OB邊射出磁場(chǎng) | |
B. | 若有一個(gè)粒子從OB邊射出磁場(chǎng),則另一個(gè)粒子一定從CA邊射出磁場(chǎng) | |
C. | 若兩個(gè)粒子分別從A、B兩點(diǎn)射出磁場(chǎng),則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2:1 | |
D. | 若兩個(gè)粒子分別從A、B兩點(diǎn)射出磁場(chǎng),則它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為1:$\sqrt{3}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | $\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{r}{R}$ | B. | $\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{R}^{2}}{{r}^{2}}$ | C. | $\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{r}{R}$ | D. | $\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\sqrt{\frac{R}{r}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 滑塊向右運(yùn)動(dòng)過程中,滑塊機(jī)械能先增大后減小 | |
B. | 滑塊與彈簧接觸過程中,滑塊的機(jī)械能先減小后增大 | |
C. | 塊最終停在距離彈簧右端$\frac{{v}^{2}}{2μg}$-2x0處 | |
D. | 滑塊與彈簧接觸過程中,滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能一直減小 |
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