分析 (1)求出初狀態(tài)的磁通量和CD釋放后經(jīng)到達(dá)NQ時(shí)的磁通量,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求解電動(dòng)勢,根據(jù)電荷量的經(jīng)驗(yàn)公式求解流過AB桿的總電量;(2)分別以AB、CD為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量定理求解速度大。
(3)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解最后的共同速度,根據(jù)能量守恒定律求解產(chǎn)生的焦耳熱.
解答 解:(1)初狀態(tài)的磁通量為:${∅}_{1}={B}_{0}L•\frac{H}{tan37°}$=$0.8{B}_{0}{L}^{2}$;
CD釋放后經(jīng)到達(dá)NQ時(shí)的磁通量:${∅}_{2}={B}_{0}•0.4{L}^{2}$=0.4B0L2;
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得:$E=\frac{△∅}{△t}=\frac{0.4{B}_{0}{L}^{2}}{△t}$,
流過AB桿的總電量為:q=I△t=$\frac{△∅}{2r}=\frac{0.4{B}_{0}{L}^{2}}{2r}$=$\frac{0.2{B}_{0}{L}^{2}}{r}$;
(2)以AB為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量定理可得:B0IL△t=mv1-0;
解得:v1=$\frac{{B}_{0}Lq}{m}$=$\frac{0.2{B}_{0}^{2}{L}^{3}}{mr}$;
以CD為研究對(duì)象,根據(jù)動(dòng)量定理可得:
mgsin37°•△t-B0IL△t=mv2-0;
v2=$0.6g△t-\frac{0.2{B}_{0}^{2}{L}^{3}}{mr}$;
(3)設(shè)最后二者的速度為v,根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得:
mv1+mv2=2mv,
解得:v=0.3g△t;
根據(jù)能量守恒定律可得:Q=mgH-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$×2,
解得:Q=0.6mgL-0.09mg2△t2.
答:(1)在△t時(shí)間內(nèi)回路的平均電動(dòng)勢為$\frac{0.4{B}_{0}{L}^{2}}{△t}$;流過AB桿的總電量$\frac{0.2{B}_{0}{L}^{2}}{r}$;
(2)在△t時(shí)間內(nèi)AB與CD獲得的速度v1為$\frac{0.2{B}_{0}^{2}{L}^{3}}{mr}$;v2為$0.6g△t-\frac{0.2{B}_{0}^{2}{L}^{3}}{mr}$;
(3)AB、CD在軌道上運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,回路能產(chǎn)生的總電熱為0.6mgL-0.09mg2△t2.
點(diǎn)評(píng) 對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條:一條從力的角度,重點(diǎn)是分析安培力作用下物體的平衡問題;另一條是能量,分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量如何轉(zhuǎn)化是關(guān)鍵.
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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:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | t2是線框全部進(jìn)入磁場瞬間,t4是線框全部離開磁場瞬間 | |
B. | 從bc邊進(jìn)入磁場起一直到ad邊離開磁場為止,感應(yīng)電流所做的功為mgS | |
C. | V1的大小可能為$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ | |
D. | 線框穿出磁場過程中流經(jīng)線框橫截面的電荷量比線框進(jìn)入磁場過程中流經(jīng)框橫截面的電荷量多 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是變化的 | |
B. | 琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小變化,方向不變 | |
C. | 琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都會(huì)發(fā)生變化 | |
D. | 琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變,方向變化 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 感應(yīng)電流所做的功為mgd | B. | 感應(yīng)電流所做的功為2mgd | ||
C. | 線圈的最小速度可能為$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ | D. | 線圈的最小速度一定為$\sqrt{2g(h+L-d)}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬間,游客受力平衡 | |
B. | 當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)時(shí),游客可體驗(yàn)最大的加速度 | |
C. | 當(dāng)擺錘在下擺的過程中,擺錘的機(jī)械能一定不守恒 | |
D. | 當(dāng)擺錘在上擺過程中游客體驗(yàn)超重,下擺過程游客體驗(yàn)失重 |
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