某興趣小組設(shè)計(jì)了“搖繩發(fā)電”的方案。如圖所示，“∧”形等腰金屬架兩個(gè)端點(diǎn)M、N位于同一水平面上，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與固定在水平面上的兩根平行金屬導(dǎo)軌相連，導(dǎo)軌間接有R=10Ω的電阻。金屬棒ab垂直擱置在導(dǎo)軌上，ab中點(diǎn)通過(guò)輕質(zhì)絕緣彈簧連接一個(gè)滑塊，金屬架和金屬棒所在區(qū)域均存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。讓滑塊運(yùn)動(dòng)且金屬架繞軸線(xiàn)MN以ω=12rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，金屬棒始終保持靜止。已知金屬架腰長(zhǎng)L=5m,總電阻r1=5Ω，兩腰夾角θ=106°；金屬棒長(zhǎng)度為1m,阻值r2=10Ω；導(dǎo)軌間距d=1m；B1=5.0×10-3T，B2=1.0T，忽略一切摩擦。
（1）以金屬架到達(dá)圖示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，在圖乙中畫(huà)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像；
（2）在金屬架由圖中位置垂直紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)30°的過(guò)程中，求通過(guò)電阻R的電量；
（3）求金屬架轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱；
（4）已知彈簧振子原長(zhǎng)x0=0.05m、勁度系數(shù)k=1.0N/m,當(dāng)金屬架與豎直方向成60°夾角時(shí)，滑塊距離金屬棒多遠(yuǎn)？
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類(lèi)問(wèn)題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：104引用：1難度：0.3
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1．圖甲是法拉第于1831年發(fā)明的人類(lèi)歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——圓盤(pán)發(fā)電機(jī)．圖乙為其示意圖，銅盤(pán)安裝在水平的銅軸上，磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)銅盤(pán)；兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤(pán)邊緣接觸，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)，電阻R就有電流通過(guò)．則下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/18 20:30:2組卷：53引用：2難度：0.6 -
2．海浪機(jī)械能是未來(lái)可使用的綠色能源之一，利用海浪發(fā)電可加速地球上碳中和的實(shí)現(xiàn)．某科技小組設(shè)計(jì)的海浪發(fā)電裝置的俯視圖如圖所示，圓柱體磁芯和外殼之間有輻射狀磁場(chǎng)，它們可隨著海浪上下浮動(dòng)，磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線(xiàn)圈，線(xiàn)圈的半徑為L(zhǎng)，電阻為r,所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終為B，磁芯和外殼隨海浪上下浮動(dòng)的速度為v,v隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，其中的T為海浪上下浮動(dòng)的周期．現(xiàn)使線(xiàn)圈與阻值為R的電阻形成回路，則該發(fā)電裝置在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的電能為（ ?。?/h2>v=v0sin2πTt發(fā)布：2024/12/20 16:0:2組卷：337引用：4難度：0.3 -
3．如圖所示運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體，其產(chǎn)生的感生電勢(shì)的方向，下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：1引用：0難度：0.5
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