当K接“1”时,电源给电容器充电。
当K扳向“2”时,充电后的电容器通过金属棒放电,产生放电电流。金属棒在磁场中受到安培
力作用,向右运动,当AB棒离开导轨时获得一
定的速度,使棒做平抛运动。只要求出通过AB
棒的电量,即可求出电容器两端的电压。
对AB棒做平抛运动有:
例六、如图所示,金属棒AB的质量m=
的电动势E=16伏,导轨平面距地面高度h=
分析与解:
又q=I△t 所以 q=![]()
AC棒和DE棒在运动中,开始时AC棒的速度大于DE棒的速度,回路中有顺时针方向的电流。
AC棒受到的安培力使AC棒做减速运动,DE棒受到的
安培力使DE棒做加速运动。当两棒的速度相等时,回路中的电流为零,两棒受到的安培力也为零,两棒最后
以相同的速度匀速运动。尽管AC棒和DE棒所受到的
安培力是变力,但始终大小相等,方向相反,两棒组成
的系统合外力为零,系统动量守恒。
故有:mV0=2mV共 V共=V0/2
设回路中的平均电流(对时间平均)为I,再对AC棒用动量定理
得:-BIL△t=mV共-mV0
例五.相距为L的水平光滑导轨上,存在竖直向下的匀强磁场,导轨上放着两根质量均为m,电阻为R的金属棒AC、DE如图。开始时,DE静止,AC棒以V0初速度向右运动,求:在运动过程中通过AC棒上的总电量。
分析与解:
Cu的化合价为a=2,所以,获得
(2)由电解知识得:镀件应为阴极,镀层金属为阳极,所以铜球是阴极,阳极材料是银.电流为I、通电时间为t时,通过电路的电量 Q1=It,
半径为R、镀层厚度为d的铜球上银的物质的量为 n=4πR2dρ/A
对银来说a=1,所需要的电量为 Q2=F×1×4πR2dρ/A.
因为Q1=Q2, 所以d=AIt/4πR2ρF.
三.用动量定理求电量
在电磁感应中,往往会遇到被研究对象在磁场力(变力)作用下,做一般的变速运动求电量的问题。
方法:避开中间过程,分析各有关物理量的初、末状态情况,思维切入点是分析运动稳定时的速度。
当导体棒只受安培力作用时,安培力对棒的冲量为:F安?t = BIlt,
其It即为该过程中电磁感应时通过导体的电量q,即安培力冲量为Bql.当两个过程中磁通量φ变化量Δφ相同时,由q= n△ф/(R+r)可知
此时通过的电量也相同,安培力冲量也相同.
又由动量定理得F安△t=△p,
所以
=15.6mol.
由闭合电路欧姆定律得 e=IR总=0.387×10=3.87(V)
点评:本题综合了物理、化学的知识,以电解实验为背景,涉及电流强度、能量转化、化学反应的问题,电路计算等知识点,同时考查考查学生推理、理解、分析、知识迁移和综合解决实际问题等诸多能力。
(1)如果电解CuSO4溶液获得
(2)用电镀的方法在半径为R的铜球壳表面均匀镀上薄的银层,在电镀槽中铜球是阳极还是阴极?另一极是什么材料?若电流为I,通电时间为t,银的原子量为A,金属银的密度为Q,求镀层的厚度d.
分析与解:
本题是集新信息、数理化知识为一体的开放题,分析过程如下:
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