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精英家教網(wǎng)如圖所示,在光滑的絕緣水平面上,一個半徑為10cm、電阻為1.0Ω、質(zhì)量為0.1kg的金屬環(huán)以10m/s的速度沖入一有界磁場,磁感應(yīng)強度為B=0.5T; 經(jīng)過一段時間后,圓環(huán)恰好有一半進入磁場,此時圓環(huán)的瞬時速度為6m/s;則瞬時加速度為
 
 m/s2、該過程產(chǎn)生了
 
J的電熱.
分析:根據(jù)能量守恒定律,抓住動能的減小量全部轉(zhuǎn)化為熱量求出金屬塊的速度大小,根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式求出感應(yīng)電動勢的大小,從而根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小,再根據(jù)安培力大小公式求出安培力的大小,通過此時的安培力,結(jié)合牛頓第二定律求出加速度的大小.根據(jù)能量守恒定律,動能的減少等于產(chǎn)生的電熱,即可求得該過程產(chǎn)生的電熱.
解答:解:此時切割磁感線的有效長度為圓環(huán)直徑,故此時瞬時電動勢為:E=Blv1,瞬時電流為:I=
E
R
,安培力為:F=BIl,瞬時加速度為:a=
F
m
,整理得:
a=
B2l2v1
Rm
=0.6m/s2
根據(jù)能量守恒定律,動能的減少等于產(chǎn)生的電熱,即:
1
2
mv02-
1
2
mv12=E
代入數(shù)據(jù)解得:E=
1
2
×0.1×(102-62)=3.2J;
故答案為:0.6;3.2
點評:本題考查了電磁感應(yīng)與電路、能量和力學(xué)的基本綜合,關(guān)鍵要理解什么是有效切割長度.此類問題是高考的熱點問題,需加強訓(xùn)練.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上,絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中,活塞靜止時處于A位置.現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上,活塞最終靜止在B位置.若氣體分子間的相互作用力可忽略不計,則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上,絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中,活塞靜止時處于A位置,現(xiàn)將一重物輕輕地放于活塞上,活塞最終靜止于B位置,若氣體分子間的相互作用可忽略不計,則活塞在B位置時與A位置時相比(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上,絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封閉在氣缸中,活塞靜止時處于A位置。現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上,活塞最終靜止在B位置(圖中未畫出)。若氣體分子間的相互作用力可忽略不計,則活塞在B位置時與在A位置時相比較(    )

A.氣體的溫度相同                                  B.氣體的壓強相同

C.單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)變少                D.氣體分子撞擊氣缸壁的頻率變大

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科目:高中物理 來源:2015屆江蘇省高一下學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上,絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封

閉在氣缸中,活塞靜止時處于A位置。現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上,活塞最終靜止在B位置。若氣體分子間的相互作用力可忽略不計,則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較

A.氣體的內(nèi)能可能相同

B.氣體的溫度一定不同

C.單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不變

D.單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積氣缸壁的次數(shù)一定增多

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年河北省高三高考壓軸試題(理綜)物理部分 題型:選擇題

如圖所示,內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸豎直立于地面上,絕熱活塞將一定質(zhì)量的氣體封

閉在氣缸中,活塞靜止時處于A位置。現(xiàn)將一重物輕輕地放在活塞上,活塞最終靜止在B位置。若氣體分子間的相互作用力可忽略不計,則活塞在B位置時與活塞在A位置時相比較

A.氣體的內(nèi)能可能相同

B.氣體的溫度一定不同

C.單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)不變

D.單位時間內(nèi)氣體分子撞擊單位面積氣缸壁的次數(shù)一定增多

 

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