一裝有貨物的小車從傾角θ的光滑斜坡上下滑，撞擊擋板后停下，貨物被工人取走，如圖甲所示。為了減小小車對擋板的沖擊，某同學設(shè)想了一個電磁緩沖裝置，在小車底部固定與小車前端平齊、匝數(shù)為n、邊長為L、總電阻為R的正方形線框；在斜坡的下端加上寬度也為L的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直斜坡向下，如圖乙所示（小車未畫出）。若小車和貨物的總質(zhì)量為M，線框的質(zhì)量為m。小車在線框的下邊離底部擋板距離為d時靜止釋放，線框進入磁場后，小車立即做減速運動，已知小車撞擊擋板前已經(jīng)勻速運動。重力加速度為g。
（1）求線框進入磁場時的速度v大小和小車勻速運動的速度v1大??；
（2）小車運動過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）若采用適當粗些的導線繞制線框，保持匝數(shù)、邊長、形狀不變，能否減小小車運動速度，從而增大緩沖的效果？請說明理由（要有證明過程）。
【考點】導體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；動能定理的簡單應(yīng)用；電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；電阻定律的內(nèi)容及表達式；歐姆定律的簡單應(yīng)用．
【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：81引用：2難度：0.9
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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。導體棒長為L（L＞2R），其單位長度電阻值為r。圖（a）中導體棒與圓環(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）中導體棒掃過整個環(huán)面過程中流過導體棒的電流變化情況；
（2）求圖（b）中導體棒兩端產(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）中導體棒掃過整個環(huán)面所用時間相同，試比較兩種情況中導體棒運動到虛線（圓環(huán)上直徑位置）處，流過兩導體棒的感應(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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