如圖甲所示，兩條足夠長的平行金屬導軌MN、PQ傾斜固定放置，所在斜面與水平面夾角為θ=30°，導軌電阻不計，間距L=2m,兩導軌上端連接阻值R=2Ω的電阻。自兩導軌頂端開始，分布著一系列垂直于導軌平面的勻強磁場區(qū)域，分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……，所有磁場區(qū)域的寬度及相鄰磁場區(qū)域間的距離都為d=1m。規(guī)定垂直于導軌平面向上為磁場正方向，區(qū)域Ⅰ中的磁感應強度B隨時間t變化的圖像如圖乙所示，其它磁場區(qū)域的磁感應強度都不隨時間變化，但它們的大小不等。t=0時刻，放置于區(qū)域Ⅰ上端邊緣的導體棒，在垂直導體棒且與導軌平行的恒力作用下從靜止開始沿斜面向下運動，恒力的大小為F=60N，導體棒的質(zhì)量m=1kg、阻值r=2Ω，運動過程中導體棒始終和導軌垂直，導體棒在t=0.3s時離開區(qū)域Ⅰ中的磁場，此時撤去恒力，導體棒繼續(xù)沿斜面向下運動。已知在有磁場區(qū)域?qū)w棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ1=33，無磁場區(qū)域?qū)w棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)μ2=8315，導體棒在磁場區(qū)域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ…內(nèi)的運動都為勻速運動，最終穿過某個磁場區(qū)域后停下。g取10m/s2，求：
（1）t=0.3s時導體棒的速度大??；
（2）導體棒穿過的磁場區(qū)域的個數(shù)；
（3）導體棒經(jīng)過的最后一個磁場區(qū)域的磁感應強度大?。?br />（4）整個運動過程中導體棒產(chǎn)生的焦耳熱。
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8
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：134引用：1難度：0.4
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1．半徑為R的金屬圓環(huán)水平固定，電阻忽略不計。圓環(huán)內(nèi)存在與環(huán)面垂直的勻強磁場，磁感應強度為B。導體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導體棒與圓環(huán)相切于O1點，t=0時刻起，從圖示位置以速度v勻速向右運動，棒始終與速度方向垂直。圖（b）中導體棒與圓環(huán)相切于O2點，t=0時刻起，以O2點為軸從圖示位置起在水平面內(nèi)順時針勻速轉(zhuǎn)過180°，角速度為ω；導體棒掃過整個環(huán)面時與環(huán)接觸良好。
（1）分析說明圖（a）中導體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導體棒兩端產(chǎn)生的感應電動勢E與時間t的關系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同，試比較兩種情況中導體棒運動到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過兩導體棒的感應電流大小。發(fā)布：2024/12/30 1:0:6組卷：97引用：2難度：0.7 -
2．如圖甲所示，在水平面上有一豎直向下的足夠?qū)挼木匦蝿驈姶艌鰠^(qū)域，磁感應強度B0=0.2T，區(qū)域長度L=3m,在緊靠磁場的左邊界處的水平面上放置一正方形線框，匝數(shù)n=10，邊長a=1m,線框電阻R=1Ω，質(zhì)量m=1kg?，F(xiàn)在線框上作用一水平恒力F，使線框從靜止開始向右進入磁場中，已知恒力F的大小為10N，線框與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，整個線框完全進入磁場前已經(jīng)勻速運動，g=10m/s2。當線框剛?cè)窟M入磁場開始計時，磁場即以如圖乙所示規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：141引用：3難度：0.5 -
3．如圖，空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強磁場，一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場，整個過程線框平面始終豎直，線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點，下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關系的圖中，不正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：231引用：3難度：0.7
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