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在學(xué)校舉辦的高樓落蛋活動中,為保證雞蛋從高處落地后能完好無損,小明設(shè)計了如圖甲所示的裝置。裝置下端安裝了一個橫截面(俯視)如圖乙所示的磁體,其內(nèi)、外分別為圓柱形和圓筒形。兩者固定在一起,且兩者間存在沿徑向向外的磁場,不考慮磁體在其他區(qū)域產(chǎn)生的磁場。圓筒形磁體與兩條平行金屬導(dǎo)軌AH和BG固定在一起,CDEF是一個金屬線框,DF、CE被約束在導(dǎo)軌的凹槽內(nèi),可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動,線框CD的正中間接有一個半徑為r(r略大于圓柱形磁體的半徑)、匝數(shù)為N、總電阻為R的線圈,EF之間接有一只裝有雞蛋的鋁盒,鋁盒的電阻也為R。導(dǎo)軌上方固定有一根絕緣細(xì)棒HG。細(xì)棒與鋁盒間連接了一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)絕緣彈簧。小明將該裝置置于距離水平地面高h(yuǎn)(h遠(yuǎn)大于裝置自身高度)處,并保持導(dǎo)軌豎直,待鋁盒靜止后將彈簧鎖定,此時線圈恰好位于磁體上邊界處?,F(xiàn)由靜止釋放裝置,整個裝置豎直落到水平地面上后彈簧立即解除鎖定,且磁體連同兩導(dǎo)軌和絕緣棒HG的速度立即變?yōu)榱?。已知線框CDEF(含線圈、鋁盒、雞蛋)的總質(zhì)量為m,線框第一次運動到最低點時彈簧的形變量是裝置剛落地時的兩倍,此時EF仍未進入磁場,線圈所在處的磁感應(yīng)強度大小均為B,重力加速度為g,彈簧始終在彈性限度內(nèi),除線圈和鋁盒外,線框其他部分的電阻不計,忽略空氣阻力。求:
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(1)落地時線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E以及線圈中感應(yīng)電流的方向(俯視);
(2)從落地到線框最終靜止的過程中,回路產(chǎn)生的總焦耳熱Q;
(3)從落地到線框第一次運動到最低點的過程中,通過回路某截面的電荷量q。

【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:122引用:2難度:0.4
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    發(fā)布:2024/11/1 1:30:2組卷:276引用:4難度:0.8
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    (1)線框內(nèi)的電流大?。?br />(2)cd兩端的電壓;
    (3)線框中產(chǎn)生的熱量。

    發(fā)布:2024/10/30 18:0:2組卷:412引用:4難度:0.7
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    發(fā)布:2024/10/29 6:0:1組卷:45引用:3難度:0.5
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