分析 (1)由串并联电路的电流规律可得出两电阻中电流之比;对b棒由受力平衡可求得Ib,进而求得Ia;因a棒离开磁场后机械能守恒,故返回磁场时的速度相等,则由返回磁场时做匀速运动可由受力平衡得出a的速度,联立各式可得出a的质量;
(2)已知Ib,则由安培力公式可求得b受到的安培力.
解答 解:(1)a棒为电源,通过a棒的电流为总电流,b棒和电阻R的电阻之比为:2:1,b棒和电阻R等效电阻为:$R′=\frac{2RR}{2R+R}=\frac{2}{3}R$
通过电阻R的电流为总电流的$\frac{2}{3}$,故$\frac{{I}_{a}}{{I}_{R}}=\frac{3}{2}$,同理:$\frac{{I}_{a}}{{I}_{b}}=\frac{3}{1}$
b棒保持静止,则mbgsinθ=BIbL
Ib=$\frac{{m}_{b}gsinθ}{BL}$①
Ia=3Ib ②
a棒脱离磁场后机械能守恒,返回磁场时速度与离开时速度相等,为V,
返回进入磁场时匀速下降,则有:magsinθ=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}V}{2R}$
V=$\frac{2R{m}_{a}gsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$③
A棒匀速上升时 切割磁感线 Ia=$\frac{BLV}{2R+\frac{2}{3}R}$④
由①---④得 ma=4mb=4m
(2)Ia=2Ib
Ib=$\frac{{m}_{b}gsinθ}{BL}$
F=magsinθ+BIaL
b受到的安培力:F=5mgsinθ.
答:(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流Ia与定值电阻R中的电流IR之比为3:2;以及a棒质量ma为4m;
(2)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F等于5mgsinθ.
点评 电磁感应常常与能量及受力结合,在分析此类问题时要注意物体的运动状态,从而灵活地选择物理规律求解.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能 | |
B. | 比结合能越大的原子核越稳定,但它的结合能不一定越大 | |
C. | 重核与中等质量原子核相比较,重核的结合能和比结合能都大 | |
D. | 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 50J | B. | 18J | C. | 32J | D. | 0J |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 周期之比T1:T2=3:1 | B. | 线速度之比v1:v2=3:1 | ||
C. | 向心力之比为F1:F2=1:18 | D. | 向心加速度之比a1:a2=1:9 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 金属杆两端的电压不断增大 | B. | O′端的电势总是高于O端的电势 | ||
C. | 两导轨间的最大电压是Bl2ω | D. | 两导轨间的平均电压是$\frac{3\sqrt{3}B{l}^{2}ω}{2π}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 密度减小 | B. | 密度不变 | C. | 压强增大 | D. | 压强不变 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 验证力的平行四边形定则 | |
B. | 探究加速度与物体质量、物体受力的关系 | |
C. | 探究匀变速直线运动的规律 | |
D. | 探究弹簧的弹力和弹簧伸长的关系 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 拉力做的功等于该金属棒的机械能的增量 | |
B. | 拉力做的功等于该金属棒重力势能的增量与回路产生的热量之和 | |
C. | 该金属棒所受的拉力、安培力、重力做功之和等于回路产生的热量 | |
D. | 安培力对该金属棒做的功的大小等于回路中产生的电能 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 滑动摩擦力一定对物体做负功,静摩擦力一定对物体不做功 | |
B. | 一对作用力与反作用力对物体做功的代数和一定为零 | |
C. | 某力对物体做负功,可以说成“物体克服某力做功” | |
D. | 一个受变力作用的物体做曲线运动时,其合力的瞬时功率不可能为零 |
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