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如图甲,相距为L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场...

如图甲,相距为L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中,oo′为磁场边界,磁感应强度为B,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计.在距oo′为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab.
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(1)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动,其速度-位移的关系图象如图乙所示,则在此过程中电阻R上产生的电热Q1是多少?ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为多少?
(2)若a b杆固定在导轨上的初始位置,磁场按Bt=Bcosωt规律由B减小到零,在此过程中电阻R上产生的电热为Q2,求ω的大小.
(1)运用动能定理分别研究ab杆在位移L到3L的过程及位移为L的两个过程,列式求解电热Q1.推导出安培力,根据牛顿第二定律求加速度. (2)当磁场按Bt=Bcos t规律变化时,闭合回路的磁通量Φ的变化规律为Φ=Bcosωt=BL2cosωt,电动势最大值为Em=BωL2,当磁感应强度由B减小到零,根据焦耳定律求ω的大小. 【解析】 (1)ab杆在位移L到3L的过程中,由动能定理      F(3L-L)= ab杆在磁场中发生L过程中,恒力F做的功等于ab杆增加的动能和回路产生的电能     FL= 解得 ab杆在离开磁场前瞬间,水平方向上受安培力F安和外力F作用,加速度a,则 根据牛顿第二定律得 解得 (2)当磁场按Bt=Bcos t规律变化时,闭合回路的磁通量Φ的变化规律为   Φ=Bcosωt=BL2cosωt 该过程中穿过线圈的磁通量,与线圈在磁场中以角速度ω匀速转动规律相同,因此回路中产生交流电. 电动势最大值为Em=BωL2 磁场减小到零,相当于线圈转过90°,经历四分之一周期,过程 中产生的电热   Q2= 又 T= 解得 答: (1)在此过程中电阻R上产生的电热Q1是.ab杆在离开磁场前瞬间的加速度为-. (2)ω的大小为.
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考点分析:
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(1)写出衰变方程;
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下列说法正确的是 ( )
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D.爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说
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F.根据玻尔理论可知,氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动加速度增大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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