分析 (1)根据自由落体运动的速度位移公式求出金属棒进入磁场的速度,抓住金属棒进入磁场后做匀减速直线运动,可知安培力的大小不变,结合安培力公式,切割产生的感应电动势公式和欧姆定律求出安培力的大小.
(2)抓住进入磁场时的安培力和到达P点时的安培力相等求出P处磁感应强度BP;
(3)根据能量守恒求出电阻R上产生的热量.
解答 解:(1)从O→MN过程中棒做自由落体,有:
v2=2gh,
解得:v=$\sqrt{2gh}$,
从MN→P的过程中做匀减速运动,故F1大小不变,有:
F1=B0IMNL,
又${I}_{MN}=\frac{BLv}{R}$,
解得:${F}_{1}=\frac{{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}}{R}\sqrt{2gh}$.
(2)又F1=BPLIP=${B}_{P}L•\frac{{B}_{P}L•\frac{v}{2}}{R}$=$\frac{{{B}_{P}}^{2}{L}^{2}}{2R}\sqrt{2gh}$,
解得:${B}_{P}=\sqrt{2}{B}_{0}$.
(3)根据能量守恒得,棒从MN→P过程中产生热量为:
$Q=mgh+[\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m(\frac{v}{2})^{2}]$=$\frac{7}{4}mgh$.
答:(1)金属棒在磁场中所受安培力F1的大小为$\frac{{{B}_{0}}^{2}{L}^{2}}{R}\sqrt{2gh}$;
(2)、P处磁感应强度BP为$\sqrt{2}{B}_{0}$;
(3)在金属棒运动到P处的过程中,电阻上共产生热量为$\frac{7}{4}mgh$.
点评 考查棒在切割感应线产生感应电流,在磁场中受到安培力作用,掌握运动学公式与牛顿第二定律相综合,理解法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的应用,注意进入磁场后安培力的大小不变是解题的关键,最后掌握能量守恒定律的使用.
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 通过线圈某截面的电荷量之比q1:q2=1:1 | |
B. | 线圈中的感应电动势之比为E1:E2=2:1 | |
C. | 线圈中的感应电流之比为I1:I2=2:1 | |
D. | 线圈中产生的焦耳热之比为Q1:Q2=1:4 |
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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:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 流过电阻的电流方向是从c到d | B. | a点电势比b点电势高 | ||
C. | ab间的电压为Bl2ω | D. | 流过R的电流为$\frac{3B{t}^{2}ω}{4R}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 飞船一定离开原来轨道运动 | B. | P一定离开原来轨道运动 | ||
C. | 火箭运动半径一定增大 | D. | P运动半径一定减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 同步卫星离地面高度大于月球离地面高度 | |
B. | 同步卫星的运行速度大于月球绕地球的运行速度 | |
C. | 同步卫星的运行周期大于月球绕地球的运行周期 | |
D. | 同步卫星的向心加速度小于月球绕地球运行向心加速度 |
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