ugluo 春芽
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N△Φ |
R总 |
(1)设导体杆的加速度为a,则t时刻导体杆的速度v=at
产生的感应电动势为E=Blv
电路中的感应电流为I=[Blv/R+r]
导体杆上所受的安培力为F安=BIl=[B2l2v/R+r]=[B2l2at/R+r]
由牛顿第二定律可知F-μmg-[B2l2at/R+r]=ma
即F=ma+μmg+[B2l2at/R+r]
代入数字得F=[1/2]a+5μ+at N
由图象可知F=3+2t N
由于物体做匀加速直线运动,加速度a为常数,比较两式可得
a=2 m/s2,μ=0.4
(2)在F作用的时间内,导体杆的位移为x=[1/2]at2=4 m
在时间t内的平均感应电动势
.
E=[△Φ/△t]=[Blx/t]
平均电流为
.
I=[Blx
t(R+r)
通过的电荷量q=
./I]t=[Blx/R+r]
代入数得q=2 C
(3)t=2 s时刻,导体杆的速度v=at=4 m/s
在力F的作用过程中,设电路中产生的总热量为Q′.由动能定理可知
WF-μmgx-Q′=[1/2]mv2
代入数字可得Q′=[32/3] J
由串联电路的知识可知Q=[3/4]Q′=8 J
答:(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数为0.4.
(2)在0~2s内通过电阻R的电量为2C.
(3)在0~2s内电阻R上产生的热量为8J.
点评:
本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;闭合电路的欧姆定律;电磁感应中的能量转化.
考点点评: 考查根据图象寻找有价值的信息,并结合法拉第电磁感应定律、牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律、能量守恒定律综合求解.注意巧用小方格来得出这段时间内的位移.
1年前
你能帮帮他们吗