分析 (1)ab杆向上匀速运动时,小灯泡恰好正常发光,由公式P=UI可求出灯泡的电流,由欧姆定律求出通过cd杆的电流,从而得到通过ab棒的电流,再由平衡条件和安培力公式结合求解ab杆匀速运动的速度大小.
(2)cd杆始终保持静止,受力平衡,求出其所受的安培力,再由平衡条件求解cd杆受到的摩擦力大小.
(3)由ab棒匀速运动,求出F的大小,再由能量守恒求出回路中产生的总焦耳热.
解答 解:(1)ab棒匀速运动时,小灯泡正常发光,则流过灯泡的电流为 I1=$\frac{P}{U}$=$\frac{3}{6}$A=0.5A
cd杆与灯泡并联,电压相等,则流过cd杆的电流为 I2=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{6}{4}$A=1.5A
则流过ab杆的总电流为 I=I1+I2=2A
由闭合电路欧姆定律得
Blv=U+IR1
则得:ab杆向上匀速运动的速度大小 v=4m/s
(2)cd杆始终保持静止,受力平衡,所受的安培力大小为 F安=BI2l
静摩擦力为 f=F安cos37°
代入解得 f=2.4N
(3)ab杆从开始运动到速度最大过程中,设由于电流做功产生的焦耳热为Q,
由能量守恒得:
WF-m1gxsin37°-μm1gxcos37°=$\frac{1}{2}$m1v2+Q
解得 Q=8J
答:
(1)ab杆向上匀速运动的速度大小是4m/s.
(2)ab杆向上匀速运动时,cd杆受到的摩擦力大小是2.4N.
(3)此过程中由于电流做功产生的焦耳热为8J.
点评 本题抓住两棒的运动状态,分析受力情况,运用平衡条件求解ab棒的速度关键,同时要正确分析能量是如何转化的,熟练运用能量守恒求焦耳热,这是常用的方法.
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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A. | A最后落地 | B. | B最后落地 | C. | C最后落地 | D. | B,C同时落地 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 该交流电的频率为25 Hz | |
B. | t=0.01s时产生该交流电的线圈正好经过中性面位置 | |
C. | 接在该交流电两端的交流电压表的读数是100V | |
D. | 该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25πt)V |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 这列波的周期一定为2.4 s | |
B. | 质点P经0.9 s时沿y轴正方向运动 | |
C. | 质点P在0~0.6 s的时间内通过的路程为0.2 m | |
D. | 质点Q在0~0.6 s的时间内通过的路程为0.2 m | |
E. | 0.6 s时质点Q的加速度方向向下 |
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