分析 (1)对框架研究,根据平衡得出安培力的大小,抓住ab棒所受的安培力和MN边所受的安培力大小相等,隔离对ab棒分析,运用牛顿第二定律求出ab棒的加速度.
(2)抓住ab棒所受的合力为零,结合安培力的大小,运用切割产生的感应电动势公式和欧姆定律得出速度的大小.根据能量守恒求出整个回路产生的热量.
解答 解:(1)框架刚开始运动时,框架MN边所受的安培力等于最大静摩擦力,即为:FA=μ(m1+m2)g,
金属棒所受的安培力与MN边所受的安培力大小相等,对金属棒分析,根据牛顿第二定律得加速度为:
a=$\frac{{F}_{1}-{F}_{A}}{{m}_{2}}$=$\frac{{F}_{1}-μ({m}_{1}+{m}_{2})g}{{m}_{2}}$.
(2)当框架开始运动时,有:
FA=μ(m1+m2)g,
又${F}_{A}=BIL=\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$,
解得ab棒的速度为:
v=$\frac{μ({m}_{1}+{m}_{2})gR}{{B}^{2}{L}^{2}}$.
根据能量守恒得:
${F}_{2}s=Q+\frac{1}{2}m{v}^{2}$,
解得:Q=F2s-$\frac{1}{2}{m}_{2}\frac{({m}_{1}+{m}_{2})^{2}{g}^{2}{μ}^{2}{R}^{2}}{{B}^{4}{L}^{4}}$.
答:(1)框架刚开始运动时ab棒的加速度为$\frac{{F}_{1}-μ({m}_{1}+{m}_{2})g}{{m}_{2}}$.
(2)此时ab棒的速度为$\frac{μ({m}_{1}+{m}_{2})gR}{{B}^{2}{L}^{2}}$,整个回路产生的热量为F2s-$\frac{1}{2}{m}_{2}\frac{({m}_{1}+{m}_{2})^{2}{g}^{2}{μ}^{2}{R}^{2}}{{B}^{4}{L}^{4}}$.
点评 本题是电磁感应与力学知识的综合题,根据导体棒的运动状态,运用平衡条件和能量守恒定律进行研究是常用的思路.
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:多选题
A. | 圆环运动到位置II时环中有顺时针方向的电流 | |
B. | 圆环运动到位置II时加速度为$\frac{{4{B^2}{a^2}{v^2}}}{mR}$ | |
C. | 圆环从位置I运动到位置II的过程中,通过圆环截面的电荷量为$\frac{{πB{a^2}}}{R}$ | |
D. | 圆环从位置I运动到位置II的过程中,回路产生的电能为$\frac{3}{8}m{v^2}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 黑体反射电磁波的能力比较强 | |
B. | 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关 | |
C. | 随着温度的升高,黑体辐射强度的极大值会向波长较长的方向移动 | |
D. | 普朗克提出的能量量子化可以解释黑体辐射的实验规律 |
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