0  52680  52688  52694  52698  52704  52706  52710  52716  52718  52724  52730  52734  52736  52740  52746  52748  52754  52758  52760  52764  52766  52770  52772  52774  52775  52776  52778  52779  52780  52782  52784  52788  52790  52794  52796  52800  52806  52808  52814  52818  52820  52824  52830  52836  52838  52844  52848  52850  52856  52860  52866  52874  447090 

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:

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例六、如图所示,金属棒AB的质量m=5克,放置在宽L=1米、光滑的金属导轨的边沿,两金属导轨处于水平平面内,该处有竖直向下B=0.5特的匀强磁场。电容器的电容C=200微法,电源的电动势E=16伏,导轨平面距地面高度h=0.8米。在电键K与“1”接通并稳定后,再使它与“2”接通,则金属棒AB被抛到s=0.064米的地面上,试求这时电容器上的电压。

分析与解:

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又q=I△t       所以  q=

                                                                                                      

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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      V=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-mV0

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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:

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Cu的化合价为a=2,所以,获得1kg铜需要的电量为 Q=Fan=3.0×106C.

(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?t = BIlt

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△t=△p,

所以

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=15.6mol.

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由闭合电路欧姆定律得 e=IR=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1kg金属铜,通过电解槽的电量是多少?

(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:

(1)1kg铜的物质的量为

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同步练习册答案