相距為L的兩條平行金屬導軌MN和PQ放置于絕緣水平面上，建立xoy坐標系如圖所示，x=0處導軌MN和PQ均用絕緣材料平滑連接。x＜0側(cè)存在隨時間變化的勻強磁場B1=（-0.5+t）T，t＞0.5s后磁場不變，x＞0側(cè)存在沿y方向均勻分布、x正方向均勻增大的，B2=（0.5+0.5x）T的磁場，它們的方向都與導軌平面垂直（垂直紙面向上為正方向）?，F(xiàn)有長度為L、電阻為R的相同導體棒ab與cd用長度也為L的絕緣輕桿構(gòu)成總質(zhì)量為m的“工”字形框架，靜置于y軸左側(cè)導軌上，ab棒與y軸距離為L。另一根質(zhì)量m、電阻也為R的導體棒ef靜置于x=0處的絕緣材料上（與兩軌道均不導通），運動中三棒都與導軌垂直且接觸良好。NQ端與阻值為R的電阻相連，距y軸足夠遠。當t=0時給“工”字形框架以初速度v0=2m/s向x軸正方向運動，ab棒在x=0處與ef棒發(fā)生彈性碰撞，碰撞后立即在ef棒上施加水平拉力作用，使其沿導軌向x軸正方向運動并使電阻R上消耗的電功率保持不變。x＜0區(qū)域?qū)к壒饣?，x＞0區(qū)域?qū)к壌植冢?0.2，g=10m/s2。已知L=1m,R=1Ω，m=0.2kg,不計棒的粗細和接觸電阻、絕緣材料的厚度和空氣阻力，不考慮場的邊緣效應(yīng)。求：
（1）前0.5s流過cd棒的電流方向、大??；
（2）ef棒運動到x=1m處的速度大??；
（3）ef棒從x=0運動到x=1m過程中克服安培力做的功；
（4）ef棒從x=0運動到x=1m過程中拉力的平均功率。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/7/5 8:0:9組卷：66引用：2難度：0.3
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1．如圖所示，電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成，窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，AB、CD等長且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導軌垂直且接觸良好，棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時b棒靜止于導軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運動，且a棒距窄軌右端足夠遠，寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是（ ?。?/h2>L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：337引用：3難度：0.3 -
2．如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，則（ ）2gh2發(fā)布：2024/12/19 8:30:1組卷：346引用：2難度：0.4 -
3．某校物理學習興趣小組對英國偉大的物理學家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學習電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后，設(shè)計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識，圖中光滑金屬導軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿，與導軌交于M、N兩點，且MN間的距離為L0，導軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長度的電阻均為R0。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B。在外力作用下，導體棒由MN處運動到虛線位置（導體棒和ac始終保持垂直），該過程中導體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在這個運動過程中（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：78引用：1難度：0.4
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