分析 (1)两棒穿过磁场时做匀速运动,重力和安培力平衡,推导出安培力与速度的关系,根据平衡条件可求出速度之比,
(2)b棒能匀速穿过磁场区域,穿过磁场过程中,重力势能减小转化为整个电路中内能,再依据各自电阻关系,结合串并联特征,即可求解R产生热量.
解答 解:(1)导体棒b在磁场中匀速运动时电流为:Ib=$\frac{BL{v}_{b}}{{R}_{b}+\frac{R{R}_{a}}{R+{R}_{a}}}$…①
又mbg=BIbL…②
导体棒a在磁场中匀速运动时电流为:Ia=$\frac{BL{v}_{a}}{{R}_{a}+\frac{R{R}_{b}}{R+{R}_{b}}}$…③
又mag=BIaL…④
由①②③④解得:$\frac{{v}_{a}}{{v}_{b}}$=$\frac{4}{3}$
(2)由能量守恒定律可知,b棒克服安培力做功:Wb=mbgd=0.1×10×0.5=0.5J;
因此整个电路中产生的热量为:Q=0.5J;
而R=3Ω,Ra=3Ω;Rb=6Ω,且前者两者并联,再与Rb串联,则R=3Ω,Ra=3Ω并联的电阻为:R′=$\frac{3×3}{3+3}$=1.5Ω
那么电阻R上产生的焦耳热为:Q′=$\frac{\frac{1.5}{1.5+6}×Q}{2}$=0.05J
答:(1)导体棒a、b匀速穿过磁场的速度大小之比4:3;
(2)b棒穿过磁场过程,电阻R上产生的焦耳热0.05J.
点评 本题关键在于研究两棒速度关系,仔细分析题目中的条件,掌握电磁感应与力学、电路等知识的综合应用,要善于挖掘题中隐含的条件,分析导体的受力情况和运动情况是解题的突破口,注意电阻R产生热量与整个电路的热量的区别.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 它们是同一物质,只是内部微粒的排列不同 | |
B. | 它们的物理性质有很大的差异 | |
C. | 由于它们内部微粒排列规则不同,所以金刚石为晶体,石墨是非晶体 | |
D. | 金刚石是单晶体,石墨是多晶体 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电源1与电源2的内阻之比是11:7 | |
B. | 电源1与电源2的电动势之比是1:1 | |
C. | 在这两种连接状态下,小灯泡的电阻之比是1:2 | |
D. | 在这两种连接状态下,两电源输出功率之比是11:21,效率之比是22:35 |
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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:多选题
A. | 若L=d,则线圈穿过磁场的整个过程用时为2$\sqrt{\frac{2}{gh}d}$ | |
B. | 在线圈穿过磁场的整个过程中,克服安培力做功为mgd | |
C. | 若L<d,则线圈穿过磁场的整个过程中最小速度可能为$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ | |
D. | 若L<d,则线圈穿过磁场的整个过程中最小速度可能为$\sqrt{2g(h+L-d)}$ |
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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. | T=$\frac{({q}_{1}-{q}_{2})E}{2}+\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{l}^{2}}$ | B. | T=(q1-q2)E+$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{l}^{2}}$ | ||
C. | T=$\frac{({q}_{1}+{q}_{2})E}{2}+\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{l}^{2}}$ | D. | T=(q1+q2)E+$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{l}^{2}}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 观察鸟飞行时翅膀如何运动,可把鸟看作质点 | |
B. | 研究跳水运动员转体动作时,可把运动员看作质点 | |
C. | 跆拳道比赛中研究运动员动作时,可把运动员看作质点 | |
D. | 用GPS(全球定位系统)确定远洋海轮在大海中的位置时,可把海轮看作质点 |
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