作业帮【高分】一道电磁学的不定项选择题,关于电磁感应和安培力的.
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/11/07 16:55:59
【高分】一道电磁学的不定项选择题,关于电磁感应和安培力的.
要求：（1）答案——为什么
（2）问：可不可以从能量的观点来思考.怎样思考?（不考虑势能,动能转化为电能吗?如果是,MN从ab移向cd的过程中因为运动产生了感应电流,是动能转化为电能的过程,但是通电导体在外加电场受安培力作用,安培力做的功又要怎么一能量的角度来看待?
我明白了就给你分.说得好加分
要求：（1）答案——为什么
（2）问：可不可以从能量的观点来思考.怎样思考?（不考虑势能,动能转化为电能吗?如果是,MN从ab移向cd的过程中因为运动产生了感应电流,是动能转化为电能的过程,但是通电导体在外加电场受安培力作用,安培力做的功又要怎么一能量的角度来看待?
我明白了就给你分.说得好加分
首先我们可以知道,MabN段的电阻在变大,MdcN段的电阻在变小.
它们的并联总电阻先变大后变小,我们把这个总电阻设为R
而由切割产生的动生电动势E=BLv结合题目中所给的匀速运动的条件可以知道,电动势是不变的.
设MN电阻是r,如果把矩形线框看作外电路(R)的话,根据P=(E/R+r)²R可以知道可能存在极值(参考外电路P-R图),但由于题目中没有给出矩形线框的电阻和MN电阻的关系,所以A无法确定功率是否有先减小后变大的可能性.
而根据闭合电路欧姆定律,I=E/R+r,所以电路中的电流先减小后变大,B正确
分压原理U MN=ER/(R+r),可以知道MN两端的电压是先变大后变小的,C不对.
拉力如果时刻和安培力平衡,由F=BIL,I=E/R+r,E=BLv,可以知道F=B²L²v/(R+r),所以拉力功率P=Fv=B²L²v²/(R+r),当R先变大后变小时,功率就先变小后变大D正确.
综上,我认为选BD.
另外从能量的角度比较难解释,因为外力做功的问题最终要回归电学问题,此题目着重考察的是电路而不是能量转换关系.对于一般的切割磁感线的问题,我们可以认为(事实上是洛伦兹力引起的电荷堆积效果,你可以查看我的另一篇问题回答http://zhidao.baidu.com/question/1765930375428781780.html?oldq=1,里面有涉及动生电动势的产生机理),安培力做功,将其他形式的能量转换为电能消耗掉了.
本题中就是如此,外力做功和安培力做功抵消,使得物体动能没有变化,安培力做功将外力做功的能量转换为电能,消耗在整个电路的发热中了.
再问： 一个倾斜光滑金属导轨处于与他方向垂直的匀强磁场中，电阻忽略不计，其上一导体棒从最高处开始在导轨上由静止向下滑，已知滑至导轨底部的速度和导体棒在整个过程中的发热量。安培力做功数值上等于电热，应该用动能定理（动能变化量=安培力做功+重力做功）对吗？
再答： 对的~ 安培力做功就是负责将其他形式能量转化为电能的，如果是纯电阻电路，那么就应当是全部转换为焦耳热。
它们的并联总电阻先变大后变小,我们把这个总电阻设为R
而由切割产生的动生电动势E=BLv结合题目中所给的匀速运动的条件可以知道,电动势是不变的.
设MN电阻是r,如果把矩形线框看作外电路(R)的话,根据P=(E/R+r)²R可以知道可能存在极值(参考外电路P-R图),但由于题目中没有给出矩形线框的电阻和MN电阻的关系,所以A无法确定功率是否有先减小后变大的可能性.
而根据闭合电路欧姆定律,I=E/R+r,所以电路中的电流先减小后变大,B正确
分压原理U MN=ER/(R+r),可以知道MN两端的电压是先变大后变小的,C不对.
拉力如果时刻和安培力平衡,由F=BIL,I=E/R+r,E=BLv,可以知道F=B²L²v/(R+r),所以拉力功率P=Fv=B²L²v²/(R+r),当R先变大后变小时,功率就先变小后变大D正确.
综上,我认为选BD.
另外从能量的角度比较难解释,因为外力做功的问题最终要回归电学问题,此题目着重考察的是电路而不是能量转换关系.对于一般的切割磁感线的问题,我们可以认为(事实上是洛伦兹力引起的电荷堆积效果,你可以查看我的另一篇问题回答http://zhidao.baidu.com/question/1765930375428781780.html?oldq=1,里面有涉及动生电动势的产生机理),安培力做功,将其他形式的能量转换为电能消耗掉了.
本题中就是如此,外力做功和安培力做功抵消,使得物体动能没有变化,安培力做功将外力做功的能量转换为电能,消耗在整个电路的发热中了.
再问： 一个倾斜光滑金属导轨处于与他方向垂直的匀强磁场中，电阻忽略不计，其上一导体棒从最高处开始在导轨上由静止向下滑，已知滑至导轨底部的速度和导体棒在整个过程中的发热量。安培力做功数值上等于电热，应该用动能定理（动能变化量=安培力做功+重力做功）对吗？
再答： 对的~ 安培力做功就是负责将其他形式能量转化为电能的，如果是纯电阻电路，那么就应当是全部转换为焦耳热。