联立求解得
E总=2kdvt0 ④
R?2r0vt0 ⑤
得 I?所以,
kd ⑥ r0F?BId ⑦
k2d2t0即 F? ⑧
r0(2)方法一错,方法二对; ⑨
方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功,而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量。方法二算出的I是电路的总电流,求出的是闭合回路消耗的总功率。(说明:有类似的表述,能说明清楚的均给2分) ⑩
评分标准:本题14分.①式3分;②~⑧式,每式1分;⑨ ⑩ 各2分.
2解:(1)设线圈的速度为V,能量守恒,E0=Ee+
1mV2 解得V=2m/s 2(2)线圈切割磁感线的有效长度L=2r?212r=3m 4电动势ε=BLV=0.5×3?2?电流I=
3V
?323V ?A 两点间电压U=IR左=3R总0.62
(3)F=ma=BIL 线圈加速度大小a=2.5m/s
3解:(1)由E=BLv、I=E/R和F=BIL知 F=(BLv)/R 代入数据后得v1=4m/s
22B2L2vPR18?2(2)由F? 代入数据后得v2?和P?Fv有v2?m/s?3m/s
RBL2?1121mv3?Q?0.2?22?8.612(3)Pt?mv3?Q t?2?2s?0.5s
2P184解:(1)导体杆先做加速运动,后匀速运动,撤去拉力后减速运动。设最大速度为vm 研究减速运动阶段,由动量定理?BIl?t?0?mvm
而感应电量q?I?t?Bls' 联立两式,可求出vm=8m/s RB2l2(2)再分析匀速运动阶段,最大拉力Fm=BIml=vm=16N
R拉力F作用过程中,拉力做的功WF?电阻R上产生的焦耳热Q=WF-
1(6?16)?2?16?0.5?30J 212
mvm=30-16=14J 212
5解:(15分)(1)杆ab机械能的减少量 |ΔE|= mgh- mv= 2.8 J ①
2(2)速度最大时ab杆产生的电动势e =BLv = 2 V ② 产生的电流 I= e/(r+R/2) = 0.2 A ③ 此时的安培力 F =ILB = 0.2N ④
由题意可知,受摩擦力 f = mgsin30-F = 0.3 N ⑤
由能量守恒得,损失的机械能等于物体克服摩擦力做功和产生的电热之和 电热Q = |ΔE|-fh/sin30= 1 J ⑥ 由以上各式得:下端电阻R中产生的热量
0
0
QR = Q/4 = 0.25 J ⑦
评分标准:①式3分,②、③、④、⑤、⑥、⑦式各2分.
Bma26解:(1)0—t1时间内的感应电动势E?n?60V…………………………(1分)
t1通过电阻R的电流I1?E/(R?r)?3.0A
所以在0—t1时间内通过R的电荷量q=I1t1=1.0×10C…………………………(2分) (2)在一个周期内,电流通过电阻R产生热量
-2
T?0.48J…………………………(2分) 3t1?0.48J?48J……(1分) 在1.0s内电阻R产生的热量为Q=Q1?T0.01Q1?I12R(3)设咸应电流的有效值为I,则一个周期内电流产生的热量I1Rt1?IRT…(2分) 解得I?
7解:(1)由于线框匀速进入磁场,则合力为零。有
22t1I1?3A(或1.7A)……(1分) TB2a2v mg=f+
R解得:v=
(mg?f)R 22Ba(2)设线框离开磁场能上升的最大高度为h,则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中
1212 (mg-f)×h=mv2
2(mg?f)(mg?f)(mg?f)v?v?R解得: 1222(mg?f)Ba (mg+f)×h=mv12
(3)在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中,根据能量守恒定律可得
11m(2v1)2?mv12?mg(b?a)?Q 223m(mg?f)(mg?f)R2?mg(b?a) 解得:Q=442Ba8(1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电动势方向为a→b,大小为E=BLv1(1分) cd杆中的感应电流方向为d→c. cd杆受到的安培力方向水平向右 (4分)
BLv1B2L2v1?安培力大小为F安?BIL?BL2R2Rcd杆向下匀速运动,有mg=μF安②
解①、②两式,ab杆匀速运动的速度为v1?① (1分)
2Rmg?B2L2③ (2分)
B2L2v11??2(2)ab杆所受拉力F?F安??mg???mg?()mg④(3分)
2R?(3)设cd杆以v2速度向下运动h过程中,ab杆匀速运动了s距离
hvsh??t?s?1. (2分) v1v2v2整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功
B2L2v1sB2L2v1hv12(mg)2hR (3分) Q?F安s????22R2Rv2?v2B2L2