如圖所示，一平行傾斜光滑金屬導(dǎo)軌與間距相同的水平光滑導(dǎo)軌平滑連接，電阻均不計，導(dǎo)軌與水平傾角為30°，導(dǎo)軌間距L=0.5m,傾斜導(dǎo)軌平面存在著垂直斜面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B2，導(dǎo)軌上端與匝數(shù)N=100匝的線圈相連接，線圈面積S=0.01m2，線圈電阻R0=0.04Ω，線圈內(nèi)存在一垂直平面向下的磁場，磁感應(yīng)強度隨時間變化為B1=0.2+0.6t（T）。用同種材料制作成一邊長為L、粗細均勻的正方形導(dǎo)體框放在水平導(dǎo)軌上，質(zhì)量為m2=0.4kg,R2=0.08Ω，其中AB邊（包括A、B）絕緣漆被刮去，其他三邊有絕緣漆，兩邊與水平導(dǎo)軌相接觸。假設(shè)水平導(dǎo)軌與地面的高度足夠大，在水平地面存在豎直方向的相間的勻強磁場，磁場寬度為L，相鄰磁場間距也為L，磁感應(yīng)強度為B3=0.2T，現(xiàn)在在傾斜導(dǎo)軌上垂直放置一導(dǎo)體棒PQ，棒長為L，質(zhì)量m1=0.1kg,電阻R1=0.02Ω，若閉合開關(guān)K1，斷開開關(guān)K2，導(dǎo)體棒PQ恰好能靜在斜導(dǎo)軌上，然后斷開K1，閉合K2，導(dǎo)體棒由靜止下滑，達到勻速后進入水平導(dǎo)軌并與正方形導(dǎo)體線框相碰，相碰后不分開一起向右運動，然后從導(dǎo)軌水平飛出，假設(shè)線框在空中運動過程中保持水平，不發(fā)生翻轉(zhuǎn)，最后穿過豎直磁場落在水平地面上。
（1）求垂直斜面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度大?。?br />（2）求正方形線框飛出到落地的水平位移；
（3）求正方形線框從飛出到落地過程，CD邊的電勢差U隨水平位移x的函數(shù)關(guān)系。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：216引用：2難度：0.2
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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。現(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（ ）
發(fā)布：2024/12/29 23:30:1組卷：145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：231引用：3難度：0.7
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