如圖甲所示，足夠長但電阻可忽略的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ由水平部分和傾斜部分組成，且平滑連接，導(dǎo)軌間寬度L=0.5m。水平部分是粗糙的，處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小B=0.4T；傾斜部分是光滑的，該處沒有磁場。導(dǎo)體棒a,b可在導(dǎo)軌上滑動，質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Ω。將b棒放在水平導(dǎo)軌上，a棒置于斜軌高h處，由靜止釋放。已知在a棒運動過程中，b棒恰能保持靜止，且a,b間距離足夠遠。若導(dǎo)體棒與水平導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，運動時始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，忽略回路中感應(yīng)電流的磁場，g取10m/s2。求：
（1）由導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的回路中的最大電流Im，并在圖中畫出導(dǎo)體棒b中的電流方向；
（2）釋放時導(dǎo)體棒a所在的高度h；
（3）若導(dǎo)體棒a以一定的初速度釋放，經(jīng)過一段時間后，b開始運動起來，當(dāng)導(dǎo)體棒b達到最大速度時，棒a的加速度大小是多少？
（4）以導(dǎo)體棒b開始運動時為計時零點，在圖乙中定性畫出導(dǎo)體棒b的v-t圖像。
【答案】（1）由導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌組成的回路中的最大電流為2A，導(dǎo)體棒b中的電流方向見圖1；
（2）釋放時導(dǎo)體棒a所在的高度為5m；
（3）導(dǎo)體棒b達到最大速度時，棒a的加速度大小是4m/s2，方向向左；
（4）以導(dǎo)體棒b開始運動時為計時零點，定性畫出導(dǎo)體棒b的v-t圖像見圖2。
（2）釋放時導(dǎo)體棒a所在的高度為5m；
（3）導(dǎo)體棒b達到最大速度時，棒a的加速度大小是4m/s2，方向向左；
（4）以導(dǎo)體棒b開始運動時為計時零點，定性畫出導(dǎo)體棒b的v-t圖像見圖2。
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：103引用：1難度：0.5
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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：99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(dāng)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：149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（ ）發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：234引用：3難度：0.7
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