分析 M棒向右運動,在回路中產(chǎn)生順時針方向的感應電流,M棒受到向左的安培力而做減速運動,N棒受到向左的安培力而向左加速運動,最后兩棒都做勻速運動,產(chǎn)生的感應電動勢抵消.根據(jù)感應電動勢大小相等,列出方程.再運用動量定理分別對兩棒列式,即可求出兩棒勻速運動時的速度,從而根據(jù)能量守恒定律求解內(nèi)能.
解答 解:M棒向右運動,在M、N棒和導軌構成的回路中產(chǎn)生順時針方向的感應電流,M棒受到向左的安培力,因而向右做減速運動.N棒受到向左的安培力而向左加速運動,最后兩棒都做勻速運動.設勻速運動時,M、N的速度大小分別為
v1和v2,此時兩棒產(chǎn)生的感應電動勢抵消,即有
2BLv1=BLv2,得 2v1=v2;
設安培力對M的沖量大小為I,則安培力對N的沖量大小為2I,由動量定理得:
對M棒:2I=mv-mv1;
對N棒:I=mv2;
由以上三式解得:v1=$\frac{v}{5}$,v2=$\frac{2}{5}$v
根據(jù)能量守恒定律知:減小的動能等于回路中產(chǎn)生的內(nèi)能,則有:
回路中產(chǎn)生的內(nèi)能 Q=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$=$\frac{2}{5}m{v}^{2}$
答:回路中產(chǎn)生的內(nèi)能為$\frac{2}{5}m{v}^{2}$.
點評 在本題中安培力是變力,如果用牛頓第二定律求速度很困難,在變力作用的過程中,利用動量守恒就很簡捷.同時要注意變力的沖量設為I,而不用Ft表示.
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:多選題
A. | 液體飽和汽的壓強稱為飽和汽壓,大小隨溫度和體積的變化而變化 | |
B. | 自然界中進行的一切與熱現(xiàn)象有關的宏觀過程都具有方向性 | |
C. | 單晶體有固定的熔點,多晶體和非晶體沒有固定的熔點 | |
D. | 當封閉的氣體膨脹時,氣體分子之間的勢能減小,因而氣體的內(nèi)能減小 | |
E. | 氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù),與單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)和氣體溫度有關 |
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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. | 256 km | B. | 16 km | C. | 4 km | D. | 2 km |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 必須滿足的關系是n1<n2 | |
B. | 必須滿足的關系是n1>n2 | |
C. | 光從光纖的一端射入,經(jīng)內(nèi)芯與外套間的全反射后從另一端射出所需最長時間為$\frac{{n}_{1}l}{csinφ}$ | |
D. | 光從光纖的一端射入,經(jīng)內(nèi)芯與外套間的全反射后從另一端射出所需最長時間為$\frac{{n}_{1}l}{c}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 此波一定沿x軸正方向傳播 | |
B. | x=1.0m處的質(zhì)點做簡諧運動的周期為0.20s | |
C. | t=0時刻x=1.5m處的質(zhì)點具有最大速度 | |
D. | 再經(jīng)1.0s,x=1.5m處的質(zhì)點通過的路程為10m |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 球A的線速度等于球B的線速度 | |
B. | 球A的角速度大于球B的角速度 | |
C. | 球A的向心加速度小于球B的向心加速度 | |
D. | 球A對碗壁的壓力等于球B對碗壁的壓力 |
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