分析 (1)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)階段,由E=BLv、I=$\frac{E}{R}$求感應(yīng)電流,由q=It求電荷量.
(2)當(dāng)金屬框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)穿過線框的磁通量不變,由此分析即可.
(3)cd邊克服安培力做的功W等于金屬框產(chǎn)生的焦耳熱,根據(jù)功能關(guān)系和焦耳定律求解.
解答 解:(1)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)階段產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) E1=B0Lv
產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小 I1=$\frac{{E}_{1}}{R}$
則通過回路的電荷量 q=I1•$\frac{L}{v}$=$\frac{{B}_{0}{L}^{2}}{R}$
(2)當(dāng)金屬框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)穿過線框的磁通量不變,所以回路中沒有感應(yīng)電流,ab兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差等于ab棒上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),所以Uab=BLv.所以該同學(xué)的說法是不合理的.
(3)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),cd邊克服安培力做的功為
W1=$\frac{{E}_{1}^{2}}{R}•\frac{L}{v}$=$\frac{{B}_{0}^{2}{L}^{3}v}{R}$
線圈在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),cd 克服安培力做功的功率
P=Fv=BI2Lv=$\frac{{B}_{0}Lv}{2R}$•L•(B0+k△t)v
其中,k=$\frac{△B}{△t}$=$\frac{{B}_{0}v}{2l}$
此過程克服安培力做的功 W2=$\overline{P}$t=$\frac{{P}_{1}+{P}_{2}}{2}$t=$\frac{\frac{{B}_{0}{L}^{2}v}{2R}•{B}_{0}+\frac{{B}_{0}{L}^{2}v}{2R}•2{B}_{0}}{2}$$•\frac{2L}{v}$=$\frac{3{B}_{0}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{4R}$•$\frac{2L}{v}$=$\frac{3{B}_{0}^{2}{L}^{3}v}{2R}$
則 W=W1+W2=$\frac{5{B}_{0}^{2}{L}^{3}v}{2R}$.
答:(1)金屬框進(jìn)入磁場(chǎng)階段,通過回路的電荷量為$\frac{{B}_{0}{L}^{2}}{R}$;
(2)不合理,因?yàn)闆]有感應(yīng)電流,只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);當(dāng)金屬框完全在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)ab之間的電勢(shì)差是BLv.
(3)金屬框穿過磁場(chǎng)區(qū)的過程中cd邊克服安培力做的功W為$\frac{5{B}_{0}^{2}{L}^{3}v}{2R}$.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了電磁感應(yīng)與電路、圖象和能量的綜合,關(guān)鍵要有分段研究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和功的能力,特別是明確當(dāng)功率均勻增大時(shí),要知道平均功率等于初、末功率的平均值.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 張角θ≤60° | |
B. | 張角θ越大,衛(wèi)星運(yùn)行的線速度越小 | |
C. | 張角θ越大,每顆衛(wèi)星的信號(hào)覆蓋地球的表面積越大 | |
D. | 若地球半徑為R,則衛(wèi)星離底面的高度為R($\frac{1}{sinθ}$-1) |
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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. | 外力F是恒力 | |
B. | 桌面對(duì)框架的水平作用力先變小后變大 | |
C. | 正方形框架的發(fā)熱功率先變小后變大 | |
D. | 金屬桿ab產(chǎn)生的總熱量小于外力F所做總功的一半 |
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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:多選題
A. | 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為$\frac{Blv}{sinθ}$ | |
B. | 電路中感應(yīng)電流的大小為$\frac{Bvsinθ}{r}$ | |
C. | 金屬桿所受安培力的大小為$\frac{{B}^{2}lvsinθ}{r}$ | |
D. | 金屬桿的熱功率為$\frac{{B}^{2}l{v}^{2}}{rsinθ}$ |
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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. | 1:3:5 | B. | 1:4:9 | C. | 2:8:7 | D. | 4:12:3 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 5.8km,0 | B. | 0,5.8km | C. | 0,0 | D. | 5.8km,5.8km |
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