分析 (1)利用當(dāng)棒的位移為x時(shí)撤去外力過(guò)程通過(guò)電阻R的電荷量q=4.5C,結(jié)合q=$\overline{I}$△t,由法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路歐姆定律求解;
(2)由法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路歐姆定律求解電壓,注意電壓的正負(fù);
(3)對(duì)于整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程有動(dòng)能定理結(jié)合功能關(guān)系求解
解答 解:(1)設(shè)棒做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為△t,回路中磁通量的變化量為△Ф,回路中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為$\overline E$,
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得
$\overline{E}$=$\frac{△Φ}{△t}$①
其中△Ф=Blx②
設(shè)回路中的平均電流為$\overline I$,
由閉合電路歐姆定律得
$\overline{I}$=$\frac{\overline E}{R+r}$③
則通過(guò)電阻R的電荷量為q=$\overline{I}$△t④
聯(lián)立①②③④得x=9 m⑤
(2)E=BlV
v2=2ax
I=$\frac{E}{R+r}$
UMN=-IR=-0.9V
(3)設(shè)撤去外力時(shí)棒的速度為v,對(duì)棒的勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程,
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v2=2ax⑥
設(shè)棒撤去外力后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中安培力做功為W.
由動(dòng)能定理得W=0-$\frac{1}{2}$mv2⑦
撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q2=-W⑧
聯(lián)立⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得Q2=1.8 J.⑨
由題意知,撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比
Q1:Q2=2:1,
得Q1=2Q2=3.6 J⑩
在棒運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中,由功能關(guān)系得WF=Q1+Q2(11)
聯(lián)立⑨⑩(11)得WF=5.4 J.
答:(1)棒在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移為9m;
(2)撤去外力時(shí)M.N兩端的電壓為-0.9V;
(3)外力做的功為5.4J
點(diǎn)評(píng) 解決該題關(guān)鍵要分析物體的運(yùn)動(dòng)情況,清楚運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同形式的能量的轉(zhuǎn)化,知道運(yùn)用動(dòng)能定理求解變力做功,應(yīng)用好電荷量的表達(dá)式:
q=$\overline{I}$△t,知道應(yīng)用閉合電路歐姆定律求解路端電壓,同時(shí)注意M、N兩端的電壓的正負(fù),有一定的難度.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | b和c同時(shí)飛離電場(chǎng) | |
B. | 在b飛離電場(chǎng)的瞬間,a剛好打在下極板上 | |
C. | 進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),c速度最大,a速度最小 | |
D. | c的動(dòng)能增量最小,a和b的動(dòng)能增量一樣大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 2πR,0 | B. | 0,2πR | C. | 2 R,2πR | D. | 0,2 R |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 所受支持力的沖量為O | B. | 所受支持力的沖量大小為mgcosθ•t | ||
C. | 所受重力的沖量大小為mgsinθ•t | D. | 動(dòng)量的變化量大小為mgsinθ•t |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | ||||
C. | D. |
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