分析 (1)由E=BLv可求得電動勢;由歐姆定律可求得電路中的電流;
(2)根據(jù)導(dǎo)體切割的有效長度可得出安培力的表達(dá)式,利用F-x圖象,借助v-t圖象的規(guī)律可由圖象求得安培力的功;
(3)由電功公式可求得運動的時間;根據(jù)電功率不變則可得出電動勢的表達(dá)式;則由動能定理可求得外力做功的功率.
解答 解:(1)金屬棒開始運動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=BLv0=1×0.4×2=0.8V;
電路中的電流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.8}{2}$A=0.4A;
(2)金屬棒向右運動運動距離為x時,金屬棒接入電路的有效長度為L1,由幾何關(guān)系可得:
$\frac{d-x}ljljz7b$=$\frac{{L}_{1}}{L}$
L1=$\frac{L(d-x)}rffvv7x$=0.4-$\frac{x}{15}$
此時金屬棒所受安培力為:F=BIL1=0.16-$\frac{2x}{75}$(0≤x$≤\fractvdzrhh{2}$)
作出F-x圖象,由圖象可得運動$\fracvn7tbz7{2}$過程中確服安培力所做的功為:
W=$\overline{F}$x=$\frac{0.16+0.08}{2}×3$=0.36J;
(3)金屬棒運動 $\fracf9xxvtb{2}$過程所用時間為t,W=I2Rt;
解得:t=$\frac{9}{8}$s;
設(shè)金屬棒運動的$\fracln9bzx9{2}$的速度為v,由于電阻R上消耗的電功率不變;
則有:
BLv0=B$\frac{L}{2}$v;
v=2v0
由動能定理可得:
Pt-W=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02
解得:P=$\frac{W+\frac{3}{2}m{v}_{0}^{2}}{t}$
代入數(shù)據(jù)解得:P=3.52W.
答:(1)電路中的電流I為0.4A;
(2)金屬棒向右運動$\fracnvj9j7z{2}$過程中克服安培力做的功W為0.36J;
(3)金屬棒向右運動$\fracxz79rz9{2}$過程中外力做功的平均功率P為3.52W.
點評 本題中第二小題要注意該方法的正確應(yīng)用,根據(jù)v-t圖象結(jié)論的遷移應(yīng)用可直接求出面積所表示的意義.
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. | $\frac{T{m}^{2}}{Ωs}$ | B. | $\frac{Ns}{Tm}$ | C. | $\frac{Wb}{{m}^{2}}$ | D. | FV |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)量、溫度都相同的氫氣和氧氣,分子平均動能不相同 | |
B. | 液晶既具有液體的流動性,又具有晶體的光學(xué)各向同性特點 | |
C. | 懸浮在液體中的固體微粒越小,布朗運動就越明顯 | |
D. | 只要知道氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù),就可以算出每個分子的體積 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 空氣柱的長度l減小 | B. | 空氣柱的長度l不變 | ||
C. | 液面MN間高度差減小 | D. | 液面MN間高度差不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 穿過回路的磁通量為零 | |
B. | 回路中感應(yīng)電動勢大小為2Blv0 | |
C. | 回路中感應(yīng)電流的方向為順時針方向 | |
D. | ab邊所受安培力的大小為F=$\frac{{{B^2}{l^2}{v_0}}}{R}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | t1時刻,t2時刻、t3時刻彈性勢能都相等 | |
B. | t1時刻與t3時刻彈簧的長度相等 | |
C. | t3-t1=(2n+$\frac{1}{2}$)T,n=0,1,2 | |
D. | t3-t1=(n+$\frac{1}{2}$)T,n=0,1,2… |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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