如圖所示，間距L=2.0m的平行金屬導(dǎo)軌放置在絕緣水平面上，導(dǎo)軌左端連接的儲(chǔ)能裝置可保證回路電流恒為I=0.5A，且電流的方向不變?？臻g分布兩個(gè)寬度分別為d1=98m和d2=25m、間距D=2.0m的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ和Ⅱ，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.5T，方向均豎直向下。質(zhì)量m=0.5kg、電阻為R1的導(dǎo)體棒靜止于區(qū)域Ⅰ左邊界，質(zhì)量m=0.5kg、邊長(zhǎng)為0.5D、電阻R2=2.0Ω的正方形單匝線框的右邊緊靠區(qū)域Ⅱ左邊界；一豎直固定擋板與區(qū)域Ⅱ的右邊界距離為0.5D。某時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)體棒開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。已知導(dǎo)體棒與線框、線框與豎直擋板之間均發(fā)生彈性碰撞，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸并且相互垂直，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力。求：
（1）導(dǎo)體棒第一次離開(kāi)區(qū)域Ⅰ時(shí)的速度大小v1；
（2）線框第一次穿過(guò)區(qū)域Ⅱ過(guò)程中，線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的總路程s。
d
1
=
9
8
m
d
2
=
2
5
m
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書(shū)面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：28引用：2難度：0.3
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1．如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng)，磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)、電阻忽略不計(jì)。
（1）閉合S，若使PQ保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）斷開(kāi)S，PQ在上述恒力作用下，由靜止開(kāi)始到速度大小為v的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q,求該過(guò)程安培力做的功W。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：3107引用：16難度：0.5 -
2．如圖所示，足夠長(zhǎng)的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面呈θ角，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R，當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x時(shí)，棒的速度大小為v.則在這一過(guò)程中（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：78引用：3難度：0.7 -
3．2022年6月，我國(guó)首艘完全自主設(shè)計(jì)建造的航母“福建艦”下水亮相，除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外，電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一，其原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機(jī)著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理：艦載機(jī)著艦時(shí)關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機(jī)共速并與之一起在磁場(chǎng)中減速滑行至停下。已知艦載機(jī)質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m,接入導(dǎo)軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進(jìn)入磁場(chǎng)。軌道端點(diǎn)MP間電阻為R，不計(jì)其它電阻。平行導(dǎo)軌MN與PQ間距L，軌道間有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。除安培力外艦載機(jī)系統(tǒng)所受其它阻力均不計(jì)。求：
（1）艦載機(jī)和金屬棒一起運(yùn)動(dòng)的最大加速度a；
（2）艦載機(jī)減速過(guò)程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab；
（3）艦載機(jī)減速過(guò)程通過(guò)的位移x的大小。發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：200引用：4難度：0.4
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