如圖甲所示，傾角為30°的光滑斜面固定在粗糙程度較大的水平地面上，斜面底部MNPQ區(qū)域內(nèi)及PQ右側(cè)區(qū)域分布著豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊界MN、PQ間的距離為L(zhǎng)，PQ為斜面最低處。將質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形勻質(zhì)金屬框abcd（表面涂有絕緣漆）從cd邊距MN邊界的距離為L(zhǎng)處?kù)o止釋放，當(dāng)cd邊到達(dá)PQ處時(shí)剛好速度為零，接著用外力使框做“翻跟頭”運(yùn)動(dòng)，即框以cd邊為軸順時(shí)針翻轉(zhuǎn)150°，然后以ab邊為軸順時(shí)針翻轉(zhuǎn)180°，再以cd邊為軸順時(shí)針翻轉(zhuǎn)180°，…，如此不斷重復(fù)，每轉(zhuǎn)到豎直和水平時(shí)位置記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、……翻轉(zhuǎn)過程中，金屬框不打滑，并保持角速度大小恒為ω，空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g,以位置Ⅰ作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)即t=0。

（1）求金屬框進(jìn)入MNPQ區(qū)域的過程中，流過ab邊的電量；
（2）寫出金屬框從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差U_ab隨時(shí)間變化的函數(shù)式；
（3）求金屬框從位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中，外力對(duì)框做的功；
（4）在圖示坐標(biāo)系內(nèi)畫出金屬框從位置Ⅰ到位置V的過程中，電勢(shì)差U_ab隨時(shí)間變化的函數(shù)圖象（標(biāo)出相應(yīng)的縱橫坐標(biāo)）。

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。

發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：106引用：1難度：0.4

相似題

1．如圖所示，同一水平面上的兩平行導(dǎo)軌，左端用導(dǎo)線接入阻值為R的電阻，導(dǎo)軌間有一半徑為a的圓形區(qū)域，圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于導(dǎo)軌平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域的左側(cè)，有一電阻為r的直導(dǎo)體棒PQ，垂直導(dǎo)軌放置且剛好與圓形區(qū)域相切，導(dǎo)體棒PQ的長(zhǎng)度與導(dǎo)軌間距相等，導(dǎo)線和導(dǎo)軌電阻不計(jì)?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒PQ沿導(dǎo)軌方向向右以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒PQ與兩導(dǎo)軌始終接觸良好。求：
（1）導(dǎo)體棒PQ中的電流方向和流過的最大電流；
（2）經(jīng)時(shí)間t導(dǎo)體棒PQ運(yùn)動(dòng)到如圖所示虛線位置時(shí)，導(dǎo)體棒PQ受到的安培力。
發(fā)布：2024/10/23 1:0:2組卷：94引用：3難度：0.5
解析

2．為保證游樂園中過山車的進(jìn)站安全，過山車安裝了磁力剎車裝置。磁性很強(qiáng)的釹磁鐵安裝在軌道上，正方形金屬線框安裝在過山車的底部。過山車返回站臺(tái)前的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化模型如圖所示。線框abcd沿斜面加速下滑后，bc邊以速度v₁進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，此時(shí)線框開始減速，bc邊出磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，線框恰好以速度v₂做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為n、總電阻為R，斜面與水平面的夾角為θ，過山車的總質(zhì)量為m,所受摩擦阻力的大小恒定，磁場(chǎng)區(qū)域上下邊界間的距離為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直斜面向上，重力加速度為g。則下列說法正確（　?。?/h2>

A．線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流的方向是a→b→c→d→a

B．線框剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，bc邊兩端的電壓為nBLv₁

C．線框剛出磁場(chǎng)時(shí)，通過線框的電流大小為

D．線框所受的摩擦阻力為

mgsinθ

發(fā)布：2024/10/9 4:0:1組卷：114引用：2難度：0.7

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