分析 (1)將金屬棒做勻速運動時,產(chǎn)生的感應電動勢最大,通過R的電流最大.由平衡條件和安培力公式結合求解.
(2)由安培力和重力平衡,求出最大速度,再由動能定理求解金屬棒克服安培力做的功WA.
(3)結合牛頓第二定律、電流的定義式和電容的定義式、切割產(chǎn)生的感應電動勢公式求出加速度的表達式,得出金屬棒做勻加速直線運動,然后根據(jù)速度時間公式求出金屬棒的速度.
解答 解:(1)設金屬棒所受的安培力為FA.
通過電阻R的最大時,棒做勻速運動,即有 FA=mg ①
又 FA=BIL ②
聯(lián)立得 I=$\frac{mg}{BL}$ ③
(2)由E=BLv…④
I=$\frac{E}{R}$…⑤
由③④⑤得:棒的最大速度vm=$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ …⑥
由動能定理得:mgh-WA=$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}$-0…⑦
由⑥⑦得:金屬棒克服安培力做功 WA=mgh-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}}{2{B}^{4}{L}^{4}}$…⑧
(3)電容器兩端電壓 U=E …⑨
電容器容納的電量:q=CU…⑩
流過金屬棒的電流 i=$\frac{△q}{△t}$ …⑪
由④⑨⑩⑪得 i=$\frac{BLC△v}{△t}$=BLCa…⑫
由牛頓第二定律得:mg-FA=ma…⑬
由②⑫⑬得 a=$\frac{mg}{{B}^{2}{L}^{2}C+m}$…⑭
故金屬棒做勻加速直線運動,t時刻金屬棒的速度 v1=at=$\frac{mgt}{{B}^{2}{L}^{2}C+m}$…⑮
答:
(l)通過電阻R的最大電流為$\frac{mg}{BL}$;
(2)從開始到速度最大過程中,金屬棒克服安培力做的功WA是mgh-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{R}^{2}}{2{B}^{4}{L}^{4}}$;
(3)將金屬棒從靜止釋放,經(jīng)歷時間t的瞬時速度v1是$\frac{mgt}{{B}^{2}{L}^{2}C+m}$.
點評 解決本題的關鍵通過牛頓第二定律、電流的定義式和電容的定義式、切割產(chǎn)生的感應電動勢公式得出加速度的表達式,知道金屬棒做勻加速直線運動.本題難度較大.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | a光的頻率小于b光的頻率 | |
B. | 用同一裝置進行雙縫干涉實驗,a光的條紋間距等于b光的條紋間距 | |
C. | 出射光束a、b一定相互平行 | |
D. | a、b兩色光從同種玻璃射向空氣時,a光發(fā)生全反射的臨界角大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質點M離開平衡位置位移的瞬時值表達式為y=0.1cosπt(m) | |
B. | 質點N在t=0時的加速度是振動過程中最大值的$\frac{1}{2}$ | |
C. | 質點M、N平衡位置之間的距離可能為$\frac{5}{4}$m | |
D. | 質點M、N的速度方向有時相同有時相反 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 通過R3的電流始終為零 | B. | 交流電的頻率為0.02Hz | ||
C. | 電流表的示數(shù)為0.67A | D. | 原線圈輸入電壓的最大值為200V |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 根據(jù)狹義相對論可知,時間的測量結果與物體相對觀察者的運動狀態(tài)無關 | |
B. | 光導纖維的內(nèi)芯一般由折射率較大的玻璃纖維制成 | |
C. | 自行車尾燈的內(nèi)部構造實質是一列豎直排布的緊密的全反射三棱鏡 | |
D. | 為減小光在相機鏡面處的反射使景物更清晰,可在照相機鏡頭前加一偏振片 | |
E. | 電磁波具有反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象,但不會發(fā)生多普勒效應 |
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科目:高中物理 來源:2016-2017學年福建省四地六校高二上學期第一次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題
在點電荷 Q形成的電場中有一點A,當一個-q的檢驗電荷從電場的無限遠處被移到電場中的A點時,電場力做的功為W,則檢驗電荷在A點的電勢能及電場中A點的電勢分別為( )
A.
B.
C.
D.
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