A. | 初始时刻 cd 边所受安培力的大 小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{V}_{0}}{R}$-mg | |
B. | 线框中产生的最大感应电流可能为$\frac{BL{V}_{0}}{R}$ | |
C. | cd 边第一次到达最下端的时刻,两根弹簧具有的弹性势能总量大于$\frac{1}{2}$mv02-Q | |
D. | 在 cd 边反复运动过程中,R 中产生的电热最多为$\frac{1}{2}$mv02 |
分析 对cd棒受力分析,确定棒的运动形式,求解最大速度,再由E=BLv和I=$\frac{E}{R}$及F=BIL分别确定电流和安培力的大小,再由能量守恒定律确定能量关系.
解答 解:A、初始时刻时,棒的速度为v0,由E=BLv=BLv0,再由I=$\frac{E}{R}$及F=BIL,得cd 边所受安培力的大小 F=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$,故A错误;
B、cd棒开始运动后,对cd棒受力分析,受重力和安培力及弹簧弹力,无法确定重力和安培力的关系,当重力大于安培力时,由mg-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$-kx=ma,合力方向向下,可知导体棒可能先做加速度减小的加速运动,
故v0不是速度的最大值,产生的感应电动势不是最大,感应电流不是最大,当重力小于安培力时,由$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$+kx-mg=ma,合力方向向上,可知导体棒可能先做加速度减小的减速运动,速度v0为最大值,线框中产生的最大感应电流大于等于$\frac{BL{v}_{0}}{R}$,故B正确;
C、cd边第一次到达最下端的时刻,由能量守恒定律可知,导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能,即:mgh+$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$=Ep+Q,所以:EP-mgh=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-Q,故弹簧弹性势能大于$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$-Q,故C正确;
D、在cd边反复运动过程中,可知最后棒静止在初始位置的下方,设弹簧的劲度系数为k,由mg=kx得:x=$\frac{mg}{k}$,由能量守恒定律可知,导体棒的动能和减少的重力势能转化为焦耳热及弹簧的弹性势能,弹性势能EP=$\frac{1}{2}$kx2=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}}{2k}$,减少的重力势能为:mgh=$\frac{{m}^{2}{g}^{2}}{k}$,因重力势能大于弹性势能,根据mgh+$\frac{1}{2}$mv02=Ep+Q,可知热量应大于$\frac{1}{2}$mv02,故D错误;
故选:BC.
点评 本题中弄清棒的运动形式及临界条件是关键,分别由能量守恒定律和电磁感应定律求解电流和安培力大小.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 4N | B. | 6N | C. | 10N | D. | 14N |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电动机消耗的电功率24W | |
B. | 电动机的电热功率为9W | |
C. | 电动机通过细绳可将质量为0.4kg的物体以3m/s的速度沿竖直方向匀速吊起(不计一切摩擦,g=10m/s2) | |
D. | 电动机的工作效率为25% |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 圆锥摆装置中,小球绕悬点在水平内匀速圆周运动,小球由重力的分力提供向心力 | |
B. | 若有一车以一定速度安全通过凸形拱桥,桥受到车的压力一定小于车的重力 | |
C. | 汽车在通过凹凸不平的路面上,在凸形处最高点最容易出现爆胎危险 | |
D. | 汽车在平坦公路上拐弯.汽车受路面支持力和重力的合力提供向心力 |
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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:计算题
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