分析 (1)释放瞬间金属棒,其速度为0,还没有切割磁感线,没有感应电流,金属棒不受安培力.对金属棒和M,分别运用牛顿第二定律列式,即可求解.
(2)金属棒上滑的过程中,M的重力势能减小转化为m的重力势能、M和m的动能及电路中的内能,根据能量守恒定律求解电阻R上产生的热量.
解答 解:(1)释放瞬间金属棒,不产生感应电流,金属棒不受安培力.由牛顿第二定律得
对金属棒:T-mgsinθ=ma
对M:Mg-T=Ma
则得 a=$\frac{Mg-mgsinθ}{M+m}$=$\frac{5-2×sin30°}{0.5+0.2}$=$\frac{40}{7}$m/s2;
(2)金属棒匀速运动时,受力平衡,所以 Mg=mgsin θ+$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$
解得:v=4 m/s
释放到金属棒运动2m的过程中,对系统,由能量守恒定律得:
Mgs=mgssinθ+Q+$\frac{1}{2}$(M+m)v2,
解得 Q=Mgs-mgs sinθ-$\frac{1}{2}$(M+m)v2=5×2-2×2×0.5-$\frac{1}{2}×(0.5+0.2)×{4}^{2}$=2.4J;
答:
(1)释放瞬间金属棒的加速度是$\frac{40}{7}$m/s2.
(2)从释放到金属棒运动2m的过程中电阻R上所产生的热量是2.4J.
点评 本题是力学知识与电磁感应的综合,关键在于分别从力的角度和能量的角度研究电磁感应现象.
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | b所需向心力最小 | |
B. | b、c的周期相同,且小于a的周期 | |
C. | b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度 | |
D. | 若b、c 均为逆时针转动,c只要加速就可以与b对接 |
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A. | 23V | B. | 24V | C. | 25V | D. | 26V |
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A. | m甲=m乙 | B. | m乙=2m甲 | C. | m乙=4m甲 | D. | m乙=$\frac{3{m}_{甲}}{2}$ |
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