分析 (1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时,由牛顿第二定律可求得速度,再根据动能定理可求得碰撞cd的速度,则对碰撞过程分析,由动量守恒定律可求得碰后ab的速度;
(2)对ab在磁场中运动分析,由E=BLv求得电动势,根据闭合电路欧姆定律以及安培力公式即可求得安培力;
(3)对ab进入磁场过程进行分析,根据能量守恒定律可求得产生的热量.
解答 解:(1)cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时,由牛顿第二定律有:$Mg=M\frac{v^2}{r}$
解得:$v=\sqrt{5}m/s$
碰撞后cd绝缘杆滑至最高点的过程中,由动能定理有:
-Mg•2r=$\frac{1}{2}$Mv2-$\frac{1}{2}$Mv22
解得碰撞后cd绝缘杆的速度:v2=5m/s
两杆碰撞过程,动量守恒,设初速度方向为正方向,则有:mv0=mv1+Mv2
解得碰撞后ab金属杆的速度:v1=2m/s
(2)ab金属杆进入磁场瞬间,由法拉第电磁感应定律:E=BLv1
闭合电路欧姆定律:$I=\frac{E}{{R+{R_0}}}$
安培力公式:Fab=BIL
联立解得:Fab=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{2R}$=$\frac{1×0.01×2}{2×1}$=0.01N;
(3)ab金属杆进入磁场后由能量守恒定律有:$\frac{1}{2}mv_1^2=Q$
解得:Q=$\frac{1}{2}$×1×22=2J
答:(1)碰后瞬间cd绝缘杆的速度大小v2与ab金属杆速度大小v1分别为5m/s和2m/s;
(2)碰后ab金属杆进入磁场瞬间受到的安培力大小Fab为0.01N;
(3)ab金属杆进入磁场运动全过程中,电路产生的焦耳热Q为2J.
点评 本题考查结合导体切割磁感线规律考查了功能关系以及动量守恒定律,要注意正确分析物理过程,明确导体棒经历的碰撞、切割磁感线、圆周运动等过程,明确各过程中物理规律的应用,要注意最高点时的临界问题以及动量守恒定律的应用方法等.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 赫兹预言了光是一种电磁波 | |
B. | 电磁波必须依靠介质才能传播 | |
C. | 电磁波的接收要经过调谐和调制两个过程 | |
D. | 电磁波是横波,能够发生干涉和衍射现象 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 只要有电场和磁场,就能产生电磁波 | |
B. | 电磁波在同种介质中只能沿直线传播 | |
C. | 电磁波是横波,可以发生偏振现象 | |
D. | 超声波、红外线、紫外线均属于电磁波 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 北京时间8月6日07:00巴西里约奥运会正式开幕 | |
B. | 2016年法国欧洲杯决赛于北京时间7月11日03:00开赛 | |
C. | 国际田径室内赛纽约站男子60米比赛中,中国短跑名将苏炳添以6秒62夺得银牌 | |
D. | 据新华社消息,6月12日23时30分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射了第二十三颗北斗导航卫星 |
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