分析 (1)根据法拉第电磁感应定律,求出感应电动势大小;再由左手定则,来判定安培力的方向,根据受力平衡,即可求解;
(2)对ab杆受力分析,从 而由平衡方程,即可求解;
(3)根据ab杆匀速运动,可求出运动的距离;再由整个过程中运用能量守恒,可得出,焦耳热等于克服安培力所做的功,即可求解.
解答 解:(1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电流方向为a→b,感应电动势大小为E=BLv1
cd杆中的感应电流方向为d→c.cd杆受到的安培力方向水平向右
安培力大小为${F}_{安}=BIL=BL\frac{BL{v}_{1}}{2R}=\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{2R}$
cd杆向下匀速运动,有mg=μF安②
解①、②两式,ab杆匀速运动的速度为${v}_{1}=\frac{2Rmg}{μ{B}^{2}{L}^{2}}$
(2)ab杆所受拉力$F={F}_{安}+μmg=\frac{mg}{μ}+μmg$=$\frac{1+{μ}^{2}}{μ}mg$
(3)设cd杆以v2速度向下运动h过程中,ab杆匀速运动了s距离
由$\frac{s}{{v}_{1}}=\frac{h}{{v}_{2}}$得:$s=\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}h$
整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功
解得:$Q={F}_{安}s=\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}}{2R}S$=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{1}^{2}h}{2R{v}_{2}}$=$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}hR}{{μ}^{2}{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}}$.
答:(1)ab杆匀速运动的速度v1为$\frac{2Rmg}{μ{B}^{2}{L}^{2}}$;
(2)ab杆所受拉力F为=$\frac{1+{μ}^{2}}{μ}mg$;
(3)在cd杆向下运动h过程中,整个回路中产生的焦耳热为$\frac{2{m}^{2}{g}^{2}hR}{{μ}^{2}{B}^{2}{L}^{2}{v}_{2}}$.
点评 考查法拉第电磁感应定律、左手定则、平衡方程、能量守恒定律等规律的应用,强调受力分析的正确性,同时突出克服安培力所做的功等于产生的焦耳热.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 两个星球的角速度相等 | B. | 两个星球的向心力不相等 | ||
C. | 两个星球的线速度相等 | D. | 可以求出两个星球的总质量 |
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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:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 太阳对地球的引力与地球对太阳的引力,这两个力大小相等、方向相反、互相平衡 | |
B. | 太阳对地球的引力还不够大 | |
C. | 不仅太阳对地球有引力作用,而且太阳系里其他星球对地球也有引力作用,这些力的合力为零 | |
D. | 太阳对地球引力不断改变地球的运动方向,使得地球绕太阳运行 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 石子的运动为匀变速运动 | |
B. | 石子抛出时速度越大,石子在空中飞行时间越长 | |
C. | 石子每秒内速度的变化量恒定不变 | |
D. | 石子在任何时刻的速度与其竖直分速度之差为一恒量 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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