如圖所示，水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán)，長(zhǎng)為2r、電阻值為R=0.1Ω的一金屬棒沿直徑放置，兩端與圓環(huán)接觸良好，金屬棒的中心固定在過圓心的豎直導(dǎo)電轉(zhuǎn)軸OO'上，棒隨軸以角速度ω=200rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖。圓環(huán)內(nèi)左半圓存在豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。MP和NQ是豎直平面內(nèi)間距l(xiāng)=0.1m的兩平行金屬導(dǎo)軌，P端通過開關(guān)S1、S2分別與阻值為R的電阻和C=0.1F的電容器相連，虛線框內(nèi)存在方向垂直導(dǎo)軌平面向內(nèi)、大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓環(huán)邊緣與Q端相連，轉(zhuǎn)軸與電刷良好接觸并通過S2與電容器左端相連。阻值為R、質(zhì)量為m=0.1kg、長(zhǎng)為l導(dǎo)體棒ab通過勁度系數(shù)k=4N/m的絕緣輕質(zhì)彈簧靜止懸掛于緊靠導(dǎo)軌磁場(chǎng)上邊界的下方，始終與導(dǎo)軌接觸良好。開關(guān)S1和S2斷開，不計(jì)其它電阻和摩擦阻力。
（1）S2擲向2，求電容器所帶電荷量的大小q；
（2）S2擲向l,ab棒以=0.5m/s的速度向上離開磁場(chǎng)，
①求此時(shí)電容器剩余的電荷量大小q1；
②ab棒返回磁場(chǎng)上邊界前斷開S2，接通S1，ab棒第一次向下運(yùn)動(dòng)至距磁場(chǎng)上邊界0.05m處時(shí)速度為0，求此過程中電阻R消耗的焦耳熱。（提示：以彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)為彈性勢(shì)能零勢(shì)能點(diǎn)，當(dāng)伸長(zhǎng)量為x時(shí)，其彈性勢(shì)能為12kx2）
1
2
k
x
2
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：84引用：1難度：0.4
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1．一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖如圖甲所示，半徑r=0.10m、匝數(shù)N=20的線圈套在永久磁鐵槽中，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示），線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=0.20T，線圈的電阻R1=0.5Ω，它的引出線接有R2=9.5Ω的燈泡L、外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示，已知v取向右為正。求：
（1）線圈運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em；
（2）線圈運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的熱量Q。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：154引用：2難度：0.8 -
2．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有平行銅導(dǎo)軌，它與大線圈M相連接．要使小線圈N獲得順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：265引用：18難度：0.7 -
3．如圖1所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=1000，線圈面積S=200cm2，線圈的電阻r=1Ω，線圈外接一個(gè)阻值R=4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖2所示；則（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 19:0:2組卷：22引用：2難度：0.7