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如圖甲所示為某探究小組設計的玩具小車電磁驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖，ABCD是固定在小車下方的單面矩形金屬線框，其阻值r=2Ω、長度d=0.3m、寬度L=0.2m,用兩條不計電阻的導線與智能輸出系統(tǒng)相接，智能輸出系統(tǒng)可改變流入線框的電流大小和方向，保證小車加速階段安培力始終向前。如圖乙所示，小車沿水平直軌道運動，軌道上依次間隔分布著方向垂直紙面向里、磁感應強度大小B=4T的勻強磁場，磁場寬度L=0.2m、長度及磁場間的距離均為d。小車與附件整體質(zhì)量m=4kg,智能輸出系統(tǒng)提供的功率P=58W，運動過程中小車受到的摩擦阻力大小恒為4N。
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（1）求小車達到最大速度時線框內(nèi)的電流；
（2）求小車的最大運行速度大小vm；
（3）若小車速度達到vm時，智能輸出系統(tǒng)立即切換電路后停止工作，此時整個智能輸出系統(tǒng)相當于導線，經(jīng)時間t=1.9s后小車的速度減為0，求t時間內(nèi)小車的位移大小；
（4）求第（3）問小車減速過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：41引用：2難度：0.6
相似題

  • 菁優(yōu)網(wǎng)1．如圖，半徑為R，粗細均勻的單匝圓形金屬線圈內(nèi)有一半徑為r的圓形區(qū)域存在勻強磁場，磁感應強度垂直于線圈平面向里，磁感應強度B隨時間t的變化關(guān)系為B=B0+kt,B0、k為常量。圖中金屬線圈上a、b兩點之間的電勢差為（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/11/2 13:30:2組卷：117引用：2難度：0.6

  • 菁優(yōu)網(wǎng)2．如圖所示，兩足夠長平行光滑固定導軌，傾角為θ，導體棒ab、cd用絕緣細線栓連，處于水平狀態(tài)，在平行于斜面向上的恒力F作用下靜止于軌道，一范圍足夠大的勻強磁場垂直于軌道斜面（未畫出）。磁感應強度為B，軌道寬度為l,導體棒ab、cd接入電路的電阻分別為R和2R。剪斷細線，經(jīng)t時間ab達到最大速度。已知導體棒ab質(zhì)量為2m,導體棒cd質(zhì)量為m。下列說法正確的是（　?。?/h2>

    發(fā)布：2024/11/3 1:0:1組卷：372引用：2難度：0.6

  • 3．如圖甲所示，兩根光滑的金屬導軌MN、PQ彼此平行，相距L=0.5m,與水平面成θ=37°角放置，在導軌的上部接有一滑動變阻器，其最大阻值R=10Ω．一根質(zhì)量為m=50g、電阻r=2Ω的直導體棒ab與導軌垂直放置且與導軌接觸良好．在圖示的矩形虛線區(qū)域內(nèi)存在著垂直導軌平面向下、磁感應強度B=2T的勻強磁場，該磁場始終以速度v0在矩形虛線區(qū)域內(nèi)沿著導軌勻速向上運動．當滑片滑至滑動變阻器的中點時，導體棒恰能在導軌上靜止不動．金屬導軌的電阻不計，運動的過程中總能保證金屬棒處于磁場中．設軌道足夠長，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
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    （1）求磁場運動的速度v0是多大？
    （2）現(xiàn)將滑動變阻器接入電路的阻值迅速變?yōu)?Ω，求導體棒穩(wěn)定運動時的速度大小及該過程中安培力的最大功率．
    （3）若將滑動變阻器的滑片滑至某處后導體棒穩(wěn)定運動時的速度用符號v表示，此時對應電路的總電阻用符號R總表示，請推導速度v隨總電阻R總變化的關(guān)系式，并在圖乙中準確地畫出此情況下的v-R總圖象．

    發(fā)布：2024/11/3 8:0:2組卷：211引用：2難度：0.1
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