電磁剎車技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。某電磁剎車裝置可簡(jiǎn)化為如圖甲所示的模型，車廂下端固定有電磁鐵系統(tǒng)，能在長(zhǎng)為L(zhǎng)1、寬為L(zhǎng)2的矩形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整，但最大不超過2T。長(zhǎng)為L(zhǎng)1、寬為L(zhǎng)2的單匝矩形線圈鋪設(shè)在水平絕緣軌道正中央，相鄰兩線圈的間隔也為L(zhǎng)2。已知L1=0.5m,L2=0.2m,每個(gè)線圈的電阻R=0.1Ω。
在某次試驗(yàn)中，當(dāng)車的速度v0=20m/s時(shí)啟動(dòng)該制動(dòng)系統(tǒng)，車立即以大小為2m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T。之后磁感應(yīng)強(qiáng)度保持2T不變，車?yán)^續(xù)前行直到停止運(yùn)動(dòng)。已知車的總質(zhì)量為30kg,不計(jì)摩擦阻力及空氣阻力的影響，導(dǎo)線粗細(xì)忽略不計(jì)，不考慮磁場(chǎng)邊緣效應(yīng)的影響。
（1）在圖乙中定性畫出車在制動(dòng)過程中，其速度隨時(shí)間變化的圖像；
（2）求從磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到2T至車停止運(yùn)動(dòng)過程中，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）求制動(dòng)過程中，車行駛的總距離。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：193引用：1難度：0.3
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1．如圖所示，電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)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(zhǎng)且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長(zhǎng)、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L(zhǎng)。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，棒長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn)，寬軌EF、GH足夠長(zhǎng)。下列判斷正確的是（ ?。?/h2>L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：335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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊長(zhǎng)為h的正方形導(dǎo)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(dǎo)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(shí)的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導(dǎo)體框在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則（ ?。?/h2>2gh2發(fā)布：2024/12/19 8:30:1組卷：345引用：2難度：0.4 -
3．某校物理學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)英國(guó)偉大的物理學(xué)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(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的簡(jiǎn)單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿，與導(dǎo)軌交于M、N兩點(diǎn)，且MN間的距離為L(zhǎng)0，導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長(zhǎng)度的電阻均為R0。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在外力作用下，導(dǎo)體棒由MN處運(yùn)動(dòng)到虛線位置（導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直），該過程中導(dǎo)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(gè)運(yùn)動(dòng)過程中（ ）
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：76引用：1難度：0.4
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