高考物理能量轉(zhuǎn)化和守恒定律(參考版)
2024-11-13 01:14本頁(yè)面
【正文】 一對(duì)靜摩擦力的總功一定等于 0 一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功等于 fΔs 。 B A F f1 f2 S2 S1 ΔS W1= fS1 W2= fS2 W1 + W2= f(S2 S1 )= f Δ S 負(fù) 正 負(fù) 克服一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的凈功等于機(jī)械能的減少 返回 返回 例 16： AB兩物體疊放在水平面上， A物體用線系在墻上， B 物體在力 F作用下向右運(yùn)動(dòng)，則 f1對(duì) A做 ————功， f2對(duì) B做 ————功。 A B a b n1 n2 U 1:16 1:4 返回 摩擦力的功 例 15： AB兩物體疊放在水平面上 ， A物體在 力 F作用下在 B物體上相對(duì)滑動(dòng) ， 則 f1對(duì) A做 ————功 ， f2對(duì) B做 ————功 。由此可算出，在將一個(gè) NaCl分子分解成彼此遠(yuǎn)離的中性鈉原子 Na 和中性氯原子 Cl的過程中，外界供給的總能量等于 ___________eV。求 : ⑴ 當(dāng) ab達(dá)到穩(wěn)定時(shí)速度多大 ? ⑵當(dāng) ab達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，回路中消耗的電功率是多少 ? ⑶ 外力 F 的功率是多大 ? b B F a d c 例 7分析和解： F F安 f1 F安 f2 b d 例 6O m a M O m a M 解：（ 1） OM,Om產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=1/8 BωL2 左半圓弧兩端電勢(shì)相等 ,無電流通過 . 畫出等效電路如圖示 : r/2 R1/4 R2 R1/4 r/2 a O R2 a O 88224/2/ 2121 RRrRRrR ??????) 8 2 ( 82 14 2 2 2R R rL BREP? ?? ??題目 下頁(yè) （ 2）求桿從水平位置轉(zhuǎn)至豎直位置的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱。 oa為一導(dǎo)線，連結(jié)金屬桿 O點(diǎn)和金屬環(huán) a點(diǎn)并沿水平方向，其電阻為 R2 , 把桿從水平位置由靜止釋放，桿轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)的角速度為 ω 求 : ⑴ 桿轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)，回路中電流的即時(shí)功率。一根電阻為 r,長(zhǎng)為 L的輕質(zhì)金屬桿可繞環(huán)中心 O無摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，兩端各固定一個(gè)金屬球并套在環(huán)上可沿環(huán)滑動(dòng)。 當(dāng)整個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)后 ,線框中的感應(yīng)電流為零 ,磁場(chǎng)作 用于線框的安培力為零 ,直至 dc邊到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)的下邊 界 ′,線框作初速度為 vm,加速度為 g 的勻加速運(yùn)動(dòng) 可見磁場(chǎng)對(duì)線圈的安培力只存在于線框 dc邊進(jìn)入磁場(chǎng) 之后到 ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)之前這段時(shí)間內(nèi)。這是一個(gè)變加速度運(yùn)動(dòng) ,加速度越來越小 ,速度越來越大。 令線框的 dc邊從離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界 PP′的距離為 h處自由下落 ,已知在線框的 dc邊進(jìn)入磁場(chǎng)以后 ,ab邊到達(dá)邊界 PP′之前的某一時(shí)刻線框的速度已 達(dá)到這一階段的最大值 ,問從線框開 始下落到 dc邊剛剛到這磁場(chǎng)區(qū)域下 邊界 ′的過程中 ,磁場(chǎng)作用于線 框的安培力所作的總功為多少 ? 例 5c a b d h P P′ Q′ Q H l2 l1 解析： 線框的 dc邊到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域的上邊界 PP′之前為自由落體運(yùn)動(dòng)。有以下兩種情況：第一次，先閉合開關(guān) S，然后從圖中位置由靜止釋放 PQ，經(jīng)一段時(shí)間后 PQ勻速到達(dá)地面，第二次，先從同一高度由靜止釋放 PQ，當(dāng) PQ下滑一段距離后突然閉合開關(guān) S，最終 PQ也勻速到達(dá)地面，不計(jì)空氣阻 力，試比較上述兩種情況中產(chǎn)生的 焦耳熱 E 1和 E2 的大小。 認(rèn)真分析電磁感應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化、熟練地應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是求解較復(fù)雜的電磁感應(yīng)問題的常用方法 . 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量問題 返回 空間存在以 ab、 cd為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感強(qiáng)度大小為 B，方向垂直紙面向外，區(qū)域?qū)?l1，現(xiàn)有一矩形線框處在圖中紙面內(nèi)，它的短邊與 ab重合，長(zhǎng)度為 l2，長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度為 2l1，如圖所示，某時(shí)刻線框以初速 v沿與 ab垂直的方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，同時(shí)某人對(duì)線框施以作用力，使它的速度大小和方向保持不變，設(shè)該線框的電阻為 R，從線框開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開磁場(chǎng)的過程中，人對(duì)線框作用力所做的功等于 _______________。 同理 ,安培力做功的過程 , 是電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程。 當(dāng)感應(yīng)電流通過用電器時(shí) ,電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。m v02 (2m/M) 返回 f2 電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中必定受到安培力的作用 ,因此 ,要維持感應(yīng)電流的存在 ,必須有“外力”克服安培力做功。1/9 v021/2 v0 ΔS S2 S1 1/3 v0 V
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