20xx教科版高中物理選修一第1章電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用練習(xí)題-閱讀頁
2024-12-18 18:23本頁面
【正文】 R，金屬棒 ab用一根細(xì)繩拉住，細(xì)繩允許承受的最大拉力為 N．現(xiàn)讓 cd棒從靜止開始落下，直至細(xì)繩剛被拉斷，此過程中電阻 R 上產(chǎn)生的熱量為 J(g取 10 m/s2)．求： (1)此過程中 ab棒和 cd棒產(chǎn)生的熱量 Qab和 Qcd； (2)細(xì)繩被拉斷瞬間， cd棒的速度 v； (3)細(xì)繩剛要被拉斷時， cd 棒下落的高度 h. 答案 (1) J J (2)3 m/s (3) m 解析 (1)Qab＝ QR＝ J，由 Q＝ I2Rt， Icd＝ 2Iab. 所以 Qcd＝ I2cdRcdI2abRabQab＝ 412 J ＝ J. (2)繩被拉斷時 BIabL＋ mg＝ FT， E＝ BLv,2Iab＝ ERcd＋ RRabR＋ Rab 解上述三式并代入數(shù)據(jù)得 v＝ 3 m/s (3)由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有 mgh＝ 12mv2＋ Qcd＋ Qab＋ QR 代入數(shù)據(jù)得 h＝ m 12．磁懸浮列車的運(yùn)行原理可簡化為如圖 12 所示的模型，在水平面上，兩根平行直導(dǎo)軌間有豎直方向且等距離分布的勻強(qiáng)磁場 B1和 B2，導(dǎo)軌上有金屬框 abcd，金屬框?qū)挾?ab與磁場 B B2寬度相同．當(dāng)勻強(qiáng)磁場 B1和 B2同時以速度 v0沿直導(dǎo)軌向右做勻速運(yùn)動時，金屬框也 會沿直導(dǎo)軌運(yùn)動，設(shè)直導(dǎo)軌間距為 L， B1＝ B2＝ B，金屬框的電阻為 R，金屬框運(yùn)動時受到的阻力恒為 F，則金屬框運(yùn)動的最大速度為多少？ 圖 12 答案 4B2L2v0－ FR4B2L2 解析 當(dāng)磁場 B B2同時以速度 v0向右勻速運(yùn)動時，線框必然同時有兩條邊切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．線框以最大速度運(yùn) 動時切割磁感線的速度為 v＝ v0－ vm 當(dāng)線框以最大速度 vm勻速行駛時，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E＝ 2BLv 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為 I＝ ER 線框所受的安培力為 F 安 ＝ 2BIL 線框勻速運(yùn)動時，據(jù)平衡可得 F 安 ＝ F 解得 vm＝ 4B2L2v0－ FR4B2L2 點(diǎn)評 這是一道力、電綜合題．它涉及力學(xué)中的受力分析及牛頓運(yùn)動定律．解答的關(guān)鍵在于把新情景下的磁懸浮列車等效為有兩條邊切割磁感線的線框模型，分析運(yùn)動情景，挖掘極值條件 (線框做加速度越來越小的加速運(yùn)動，當(dāng)安培力等于阻力時，速 度最大 )，另外還要注意切割磁感線的速度為框與磁場的相對速度．
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1