分析 (1)当金属棒受到的合力为零时,金属棒匀速下滑,由安培力公式与平衡条件可以求出金属棒匀速运动时的速度.
(2)由能量守恒定律可以求出金属棒产生的热量.
(3)由法拉第电磁感应定律可求得通过的电荷量.
解答 解:(1)金属棒受到的安培力:F=BIL=B$•\frac{E}{2R}$L=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{2R}$,
金属棒匀速运动时,处于平衡状态,由平衡条件得:$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{2R}$=mgsinθ,
金属棒匀速运动的速度为:v=$\frac{2mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$;
(2)ab棒与电阻R串联,通过它们的电流I相等,电阻阻值相同,它们产生的热量Q相等,由能量守恒定律得:mgssinθ=$\frac{1}{2}$mv2+2Q,
ab棒上产生的热量为:Q=$\frac{1}{2}$mgs•sinθ-$\frac{1}{4}$mv2=$\frac{1}{2}$mgs•sinθ-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}(sinθ)^{2}}{{B}^{4}{L}^{4}}$;
(3)由法拉第电磁感应定律可知:q=It=$\frac{△Φ}{2R•△t}$=$\frac{E}{2R}$=$\frac{BLs}{2R}$.
答:(1)ab棒匀速下滑时速度v的大小为$\frac{2mgRsinθ}{{B}^{2}{L}^{2}}$;
(2)ab棒从静止至开始匀速下滑的过程中,ab棒上产生的热量为$\frac{1}{2}$mgs•sinθ-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}(sinθ)^{2}}{{B}^{4}{L}^{4}}$;
(3)ab棒从静止至开始匀速下滑的过程中,通过R1的电荷量为$\frac{BLs}{2R}$.
点评 本题是导体在导轨上滑动类型,从力和能量两个角度研究,关键要掌握法拉第定律、欧姆定律、能量守恒等等基本规律,要注意求电量时要用平均电动势求解.
科目:高中物理 来源:2016-2017学年湖北省高二上期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题
设在我国某实验室的真空室内,存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B,电场与地磁场的方向相同,其中地磁场磁感线的分布图如图所示,地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北,今有一带电的小球以v的速度在此区域内沿垂直场强方向沿水平面做直线运动,则下列说法正确的是( )
A.小球运动方向为自东向西
B.小球可能带正电
C.小球一定带负电
D.小球速度v的大小为
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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:多选题
A. | 导体棒运动的平均速度为:$\frac{(F-μmg)(R+r)}{{2B}^{2}{d}^{2}}$ | |
B. | 流过电阻R的电量为$\frac{BdI}{R+r}$ | |
C. | ab两端的最大电压为$\frac{(F-μmg)R}{Bd}$ | |
D. | ab两端的最大电压为$\frac{(F-μmg)(R+r)}{Bd}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 测量a、b两点间的电势差U时,与a点相接的是电压表的“正极” | |
B. | 测量a、b两点间的电势差U时,与a点相接的是电压表的“负极” | |
C. | 此时铝块的速度大小为2m/s | |
D. | 此下落过程中铝块机械能的损失0.5J |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 尺寸不变,亮度不变 | B. | 尺寸不变,亮度降低 | ||
C. | 只剩半个圆,亮度不变 | D. | 只剩半个圆,亮度降低 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | B. | C. | 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:实验题
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