分析 (1)棒在F作用下沿斜面向上加速運動,當棒上受的合力為0時,棒達到最大速度v,根據(jù)平衡條件和安培力與速度關系式,可求得穩(wěn)定速度v.根據(jù)歐姆定律求出ab兩端的電勢差.
(2)對導體棒運用動能定理列式,求出克服安培力做功,再根據(jù)功能關系求解金屬棒ab產生的焦耳熱.
解答 解:(1)棒在F作用下沿斜面向上加速運動,當棒上受的合力為0時,棒達到最大速度v,有
F-mgsinθ-μmgcosθ-F安=0
安培力 F安=BIL
由閉合電路歐姆定律:I=$\frac{E}{R+r}$
由電磁感應定律:E=BLv
則得 F安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R+r}$
以上各式得 v=$\frac{F-mgsinθ-μmgcosθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$(R+r)=15m/s
此時ab兩端的電勢差 Uab=IR=10V
(2)設撤去F起到ab棒速度減為0的過程,棒克服安培力做功為W安,對導體棒由動能定理,得
-mgh-f$•\frac{h}{sinθ}$-W安=0-$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
代入數(shù)據(jù)得 W安=7.5J,由功能關系,此過程電路中總焦耳熱 Q=W安=7.5J
金屬棒發(fā)的焦耳熱 Q′=$\frac{r}{R+r}$Q=2.5J
答:(1)金屬棒達到的穩(wěn)定速度v為15m/s,此時棒ab兩端的電勢差是10V.
(2)金屬棒ab產生的焦耳熱是2.5J.
點評 解決本題的關鍵是明確導體棒穩(wěn)定時做的勻速運動,與汽車的起動類似,掌握安培力與速度的關系,并會運用能量守恒定律來解題焦耳熱.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a點的振動始終加強 | B. | a點的振動始終減弱 | ||
C. | 在兩波相遇的區(qū)域中會產生干涉 | D. | 在兩波相遇的區(qū)域中不會產生干涉 |
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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:選擇題
A. | 躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子 | |
B. | 由n=4的狀態(tài)向n=2的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于E | |
C. | 由n=4的狀態(tài)向n=2的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量小于E | |
D. | 由n=4的狀態(tài)向n=2的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量大于E |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 摩托車受到的離心力小于其所需的向心力 | |
B. | 摩托車受到的離心力大于其所需的向心力 | |
C. | 摩托車受到沿半徑方向的合力小于其所需的向心力 | |
D. | 摩托車受到沿半徑方向的合力大于其所需的向心力 |
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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:解答題
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