如圖所示，在傾角θ=37°的光滑斜面上存在一垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)域MNPQ，MN、PQ均與斜面底邊平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T。有一邊長L=0.4m、質(zhì)量m1=0.6kg、電阻R=2Ω的正方形均勻?qū)w線框ABCD，通過一輕質(zhì)絕緣細(xì)線跨過光滑的定滑輪與一質(zhì)量m2=0.4kg的物體相連。物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4，將線框從圖示位置由靜止釋放，沿斜面下滑，線框底邊始終與斜面底邊平行，物體到定滑輪的距離足夠長。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）求線框ABCD還未進(jìn)入磁場的運(yùn)動過程中加速度a的大?。?br />（2）當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場時，線框恰好做勻速直線運(yùn)動，求線框做勻速運(yùn)動的速度v1的大??；
（3）在滿足（2）問中的條件下，若導(dǎo)體線框ABCD恰好勻速通過整個磁場區(qū)域，求磁場寬度d及線框穿過磁場的過程中AB邊產(chǎn)生的熱量Q。
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；電磁感應(yīng)過程中的動力學(xué)類問題．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：27引用：2難度：0.4
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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兩端通過開關(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，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，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、電阻忽略不計。
（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S，PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：3137引用：16難度：0.5 -
2．如圖所示，足夠長的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，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計．金屬棒ab由靜止開始沿導(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，棒的速度大小為v.則在這一過程中（ ?。?/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，我國首艘完全自主設(shè)計建造的航母“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)的簡化原理：艦載機(jī)著艦時關(guān)閉動力系統(tǒng)，通過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。軌道端點(diǎn)MP間電阻為R，不計其它電阻。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，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。求：
（1）艦載機(jī)和金屬棒一起運(yùn)動的最大加速度a；
（2）艦載機(jī)減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab；
（3）艦載機(jī)減速過程通過的位移x的大小。發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：207引用：4難度：0.4
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