如圖所示，兩光滑傾斜金屬導軌MN、M'N'平行放置，導軌與水平面的夾角為θ，兩導軌相距L，MM'間連接一個阻值為R的電阻。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)域內(nèi)存在磁感應強度大小為B，方向垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度均為d（未畫出），相鄰磁場間的無磁場區(qū)域的寬度均為s。傾斜導軌與間距也為L的水平金屬導軌N′Q、NP通過一小段光滑圓弧金屬軌道連接，水平導軌處于垂直于導軌平面向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為2B。一質(zhì)量為m、阻值也為R的導體棒ab跨放在兩導軌上，從磁場區(qū)域Ⅰ上邊界上方某位置由靜止釋放，導體棒在進入三個磁場區(qū)域后均做減速運動且出磁場時均恰好受力平衡，導體棒沿傾斜導軌下滑過程中始終垂直于導軌且與導軌接觸良好，導體棒滑到傾斜導軌底端的速度大小為v,進入水平導軌運動了x距離后停下。導體棒與水平導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，傾斜、水平導軌的電阻均忽略不計，重力加速度大小為g。求：
（1）導體棒ab釋放處距磁場區(qū)域Ⅰ上邊界距離；
（2）導體棒ab從進入磁場區(qū)域Ⅰ瞬間到進入磁場區(qū)域Ⅲ瞬間電阻R產(chǎn)生的熱量；
（3）導體棒ab在水平導軌上運動的時間。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：317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軌，垂直于導軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R，兩棒與導軌始終接觸良好。MN兩端通過開關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)有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B．PQ的質(zhì)量為m,金屬導軌足夠長、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：3107引用：16難度：0.5 -
2．如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導軌平面與水平面呈θ角，其中MN與PQ平行且間距為L，導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直，導軌電阻不計．金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑，并與兩導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ab棒沿導軌下滑的距離為x時，棒的速度大小為v.則在這一過程中（ ）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產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡化原理：艦載機著艦時關閉動力系統(tǒng)，通過絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。已知艦載機質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m,接入導軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進入磁場。軌道端點MP間電阻為R，不計其它電阻。平行導軌MN與PQ間距L，軌道間有豎直方向的勻強磁場，磁感應強度為B。除安培力外艦載機系統(tǒng)所受其它阻力均不計。求：
（1）艦載機和金屬棒一起運動的最大加速度a；
（2）艦載機減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab；
（3）艦載機減速過程通過的位移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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