题目
题型:不详难度:来源:
(l)ab 棒进入磁场区I 时的速度v;
(2)磁场区I在沿斜轨方向上的宽度d;
(3)棒从开始运动到刚好进入水平轨道这段时间内ab棒上产生的热量;
(4)若棒在t2时刻进入水平导轨后,电流表G的电流大小I随时间t变化的关系如图(丙)所示(I0未知),已知t2到t3的时间为0.5s,t3到t4的时间为1s,请在图(丁)中作出t2到t4时间内外力大小
F随时间t变化的函数图像。
答案
解析
(1)电流表的示数不变,说明在整个下滑过程中回路的的电动势是不变的,说明在B变化时和不变时感应电动势大小一样,所以可以判断在t1时刻棒刚好进入磁场区域且做匀速直线运动。
mgsin-BIL=0, , E1=BLV, 代入数值得v=2.5m/s (4分)
(2)没进入磁场以前做匀加速直线运动,加速度是 a=gsin300=5m/s2, v=at, t1=0.5s ,
下滑的距离是s1=at2=0.625m,再没进入磁场以前,由于B均匀变化,所以E2=,
又E1=BLV E1= E2 , 41d=112.5, d=0.625m (6分)
(3)ab棒进入磁场以前,棒上产生的热量为 Q1=I2Rt1=0.52×2×0.5J=0.25J
取ab棒在斜轨磁场中运动为研究过程, mgd sin-Q2=0 Q2="0.3125J."
此时,棒上产生的热量是Q2r==0.125J
则棒上产生的总热量是Qr= Q1+Q2r="0.375" J (6分)
或:Qr=I2R(t1+t2)=0.52×2×(0.5+0.25)J=0.375J
(4) 因为E=BLv,所以刚进水平轨道时时的电动势是E=2.5V, I0==0.5A
取t2时刻为零时刻,则根据图线可以写出I-t的方程式:I=0.5-tˊ,I=,
则v="2.5-5" tˊ,所以a1=5m/s2.有牛顿第二定律可得:F+BIL=ma1,F+I=1 F=tˊ
画在坐标系里。
由丙图可以同理得出棒运动的加速度大小是a2=2.5m/s2,依据牛顿定律得F-BIL=ma2
取t3时刻为零时刻,可以写出t3时刻后的I与时间的关系式,I="0.5" t ,代入上面的式子可以得到F=0.25+0.5t画在坐标系里。(图中图线作为参考) (4分)
本题考查的是电磁感应定律和力学综合的相关问题,根据电磁感应定律和匀速直线运动的受力平衡可以求出运动速度;根据匀加速直线运动的规律求出磁场宽度;根据焦耳定律和功能关系可以求出产生的焦耳热;根据欧姆定律和牛顿第二定律可以得出力与时间的关系;
核心考点
试题【(20分)如图(甲)所示,两光滑导轨都由水平、倾斜两部分圆滑对接而成,相互平行放置,两导轨相距L=lm ,倾斜导轨与水平面成θ=30°角,倾斜导轨的下面部分处在】;主要考察你对法拉第电磁感应定律及应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?
⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶若要使金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流恰好为零,各已知量之间应该满足什么关系?
A.线圈没有在磁场中运动 |
B.线圈没有做切割磁感线运动 |
C.穿过线圈的磁通量没有发生变化 |
D.磁场没有发生变化 |
(1)图(a)中灵敏电流计指针的偏转方向为 _______.(填“偏向正极”或“偏向负极”)
(2)图(b)中磁铁下方的极性是 .(填“N极”或“S极”)
(3)图(c)中磁铁的运动方向是___________。(填“向上”或“向下”)
(4)图(d)中线圈从上向下看的电流方向是 。(填“顺时针”或“逆时针”)
(1)线框进入磁场时匀速运动的速度v;
(2)线框从释放到落地的时间t;
(3)线框从释放到落地的整个过程中产生的焦耳热。
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