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步步高高中物理辅导用书全书第十章

来源:物理ok网 编辑:杨心宇 时间:2018-08-20 点击量:

第十章 本章学科素养提升.docx


基本模型 如图1,两光滑金属导轨在水平面内,导轨间距为L,导体棒的质量为m,回路总电阻为R.导体棒在水平力F的作用下运动,某时刻速度为v0,导体棒在磁场中的运动情况分析如下:


图1

  运动条件   运动情况分析  

F为恒力   F=R(B2L2v0)   合力为零,做匀速运动  

F>R(B2L2v0)   v↑⇒BLv↑⇒I↑⇒BIL↑⇒a↓⇒a=0,匀速运动  

F<R(B2L2v0)   v↓⇒BLv↓⇒I↓⇒BIL↓⇒a↓⇒a=0,匀速运动  

F随时间t按一定线性规律变化   要使棒做匀加速运动,由牛顿第二定律:F=ma+R(B2L2(v0+at))  


例1 如图2所示,在倾角为θ=37°的斜面内,放置MN和PQ两根不等间距的光滑金属导轨,该装置放置在垂直斜面向下的匀强磁场中,导轨M、P端间接入阻值R1=30 Ω的电阻和理想电流表,N、Q端间接阻值为R2=6 Ω的电阻.质量为m=0.6 kg、长为L=1.5 m的金属棒放在导轨上以v0=5 m/s的初速度从ab处向右上方滑到a′b′处的时间为t=0.5 s,滑过的距离l=0.5 m.ab处导轨间距Lab=0.8 m,a′b′处导轨间距La′b′=1 m.若金属棒滑动时电流表的读数始终保持不变,不计金属棒和导轨的电阻.sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求:

图2

(1)此过程中电阻R1上产生的热量;

(2)此过程中电流表上的读数;

(3)匀强磁场的磁感应强度的大小.

解析 (1)因电流表的读数始终保持不变,即感应电动势不变,

故BLabv0=BLa′b′va′b′,代入数据可得va′b′=4 m/s,

根据能量守恒定律,得Q总=2(1)m(v02-va′b′2)-mglsin θ=QR1+QR2

由Q=R(U2)t,得QR2(QR1)=R1(R2),

代入数据解得QR1=0.15 J.

(2)由焦耳定律QR1=I12R1t可知,电流表读数I1=R1t(QR1)=0.1 A.

(3)不计金属棒和导轨的电阻,则R1两端的电压始终等于金属棒与两轨接触间的电动势,由E=I1R1,E=BLa′b′va′b′

可得B=La′b′va′b′(I1R1)=0.75 T.

答案 (1)0.15 J(2)0.1 A(3)0.75 T


基本模型

1.初速度不为零,不受其他水平外力的作用

第十章 第1讲.docx

第十章 第2讲.docx

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