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如图所示,电源的电动势E=1.5V,内电阻r=0.5Ω,AB=0.5m,AB电阻...

如图所示,电源的电动势E=1.5V,内电阻r=0.5Ω,AB=0.5m,AB电阻R=0.1Ω。固定框架的电阻不计。磁感应强度为0.5T。S闭合前AB静止。金属框对AB的滑动摩擦力为0.25N。

说明: 满分5 manfen5.com

(1)电键S闭合后,当AB的速度达到稳定时,电路中的电流多大?

(2)AB的最大速度多大?

(3)当AB速度达最大后,电源消耗的电能转化为什么形式的能?通过计算验证,能的转化是否符合守恒定律?

 

(1) 1A (2)3.6m/s(3) 能的转化符合守恒定律 【解析】 试题分析:(1)对AB,受力分析如图,当AB所受合外力为零时,AB速度达到稳定且最大。 此时f=F=BIL      ①(1分) I==1A   ②(2分) (2)设AB最大速度为V,此时AB切割磁感线产生的电动势为E', 依法拉第电磁感应定律得:E'="BLV"       ③ (1分) 依全电路欧姆定律得:I=      ④  (1分) 由③④得:V=  ⑤(2分) (3)导体AB速度达最大后,电源消耗的电能转化为回路的电热和AB与金属框摩擦产生的内能。          ⑥   (1分) 电源消耗的功率: P=IE=1×1.5W=1.5W           ⑦    (1分) 回路产生的热功率: P热="I2(R+r)=12×(0.1+0.5)W=0.6W"      ⑧    (1分) AB克服摩擦力做功的功率: P'=fV=0.25×3.6W=0.9W           ⑨(1分) 由⑦⑧⑨可知,P= P热+P'。 可见,能的转化符合守恒定律            ⑩(1分) 考点:考查了能量守恒,导体切割磁感线运动
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考点分析:
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说明: 满分5 manfen5.com

(1)乙金属杆刚进入磁场时,发现乙金属杆作匀速运动,则甲乙的电阻R各为多少?

(2))以刚释放时t =0,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系,并说明F的方向。

(3)乙金属杆在磁场中运动时,乙金属杆中的电功率多少?

(4)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功。

 

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