如圖所示，邊長為L，質(zhì)量為m,電阻為R的勻質(zhì)正方形剛性導(dǎo)體線框ABCD和直角坐標(biāo)系xOy（x軸水平，y軸豎直）均處于豎直平面內(nèi)，在第一象限的空間內(nèi)存在垂直于紙面向里的磁場，磁感應(yīng)強度滿足B=B0+ky（B0和k均為大于0的已知量），初始時，線框的A點與坐標(biāo)原點O重合，AB邊與x軸重合（此位置記為位置1），現(xiàn)給線框一個沿著x軸正方向的速度v0，當(dāng)線框的A點的縱坐標(biāo)為H時（此位置記為位置2），線框恰好達到穩(wěn)定的運動速率，此后線框繼續(xù)運動到位置3（位置3和位置2中A點的橫坐標(biāo)相距4L），若整個運動過程中，線框始終處于同一豎直平面內(nèi)，AB邊始終保持水平，不計空氣阻力，重力加速度為g,求：
（1）線框運動到位置2時線框內(nèi)電流的方向和大??；
（2）線框從位置1運動到位置2所花的時間；
（3）線框從位置1運動到位置3的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；
（4）畫出線框從位置2開始的運動過程中AB邊上的電壓UAB隨A點橫坐標(biāo)x變化的圖象（不要求寫出具體計算過程，但是要定量標(biāo)出位置2所對應(yīng)的橫縱坐標(biāo)值）。
【考點】導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；電磁感應(yīng)過程中的能量類問題．
【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：175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(yīng)強度為B。導(dǎo)體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導(dǎo)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(dǎo)體棒與圓環(huán)相切于O2點，t=0時刻起，以O(shè)2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(dǎo)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(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導(dǎo)體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導(dǎo)體棒兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E與時間t的關(guān)系式；
（3）若圖（a）、圖（b）中導(dǎo)體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同，試比較兩種情況中導(dǎo)體棒運動到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流大小。發(fā)布：2024/12/30 1:0:6組卷：98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(yīng)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(dāng)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：146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(guān)系的圖中，不正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：232引用：3難度：0.7
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