分析 (1)导体杆ab切割磁感线,相当于电源,电阻R1、R2并联;由于ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等,故ab杆的电阻等于两个并联电阻的总电阻;
(2)先根据切割公式E=BLv求解电动势,然后根据闭合电路欧姆定律求解感应电流,得到路端电压;最后根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求解电功率;
(3)ab杆匀加速运动,先求解安培力大小,再根据牛顿第二定律求解拉力.
解答 解:(1)由内外电阻消耗的功率相等,根据P=I2R可知内外电阻相等,故有:
$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}=r$,
代入数据解得:R2=3Ω;
(2)在t=5s时的速度大小为:v=at=5m/s,
感应电动势为:E=Blv=1×1×5=5V
根据闭合电路欧姆定律,总电流为:I=$\frac{E}{{R}_{总}}$=$\frac{5}{2+2}A=\frac{5}{4}A$
路端电压为:U=IR外=$\frac{5}{4}$×2V=2.5V
电阻R1功率为:P1=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{6.25}{6}W$=1.04W;
电阻R2功率为:P1=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{6.25}{3}W$=2.08W;
(3)t=5s时安培力为:FA=BIL=1×$\frac{5}{4}$×1N=$\frac{5}{4}$N,
根据牛顿第二定律可得:F-FA=ma,
代入数据解得:F=1.45N.
答:(1)R2的阻值为3Ω;
(2)当杆ab运动t=5s时,R1消耗的电功率为1.04W,R2消耗的电功率为2.08W;
(3)当杆ab运动t=5s时,拉ab杆的水平向右的外力F为1.45N.
点评 对于电磁感应问题研究思路常常有两条:
一条从力的角度,重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题,根据平衡条件列出方程;
另一条是能量,分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题,根据动能定理、功能关系等列方程求解.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 闭合电键S瞬间,a环中感应电流受到的安培力向上 | |
B. | 闭合电键S,稳定后通过a环磁通不变,a环中不再有电流 | |
C. | 闭合电键S,稳定后通过a环的电流是恒定电流 | |
D. | R取不同的电阻,稳定后a环所受安培力都相等 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电场力大小为2mg | |
B. | 从A到C的运动过程,小球动量守恒 | |
C. | 小球从A到B与从B到C的速度变化相同 | |
D. | 从A到C的高度h=gt2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 各介质都在各自的平衡位置附近振动,不会随波的传播而迁移 | |
B. | 相邻质点间必有相互作用力 | |
C. | 离波源越远,质点的振动频率越小 | |
D. | 前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 线速度vA<vB | B. | 运动周期TA>TB | ||
C. | 它们受到的摩擦力fA=fB | D. | 筒壁对它们的弹力NA<NB |
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