如圖所示，足夠長的平行光滑U形導軌傾斜放置，所在平面的傾角θ=37°，導軌間的距離L=1.0m,下端連接R=1.0Ω的電阻，導軌電阻不計，所在空間存在垂直于導軌平面向上的勻強磁場，磁感應強度B=2.0T。質(zhì)量m=0.5kg、電阻r=1.0Ω的金屬棒ab垂直置于導軌上，現(xiàn)用沿導軌平面且垂直于金屬棒、大小為F=5.0N的恒力使金屬棒ab從靜止開始沿導軌向上滑行，當金屬棒滑行x=2.0m后速度保持不變，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：
（1）金屬棒勻速運動時的速度大小v；
（2）金屬棒從靜止到剛開始勻速運動的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量QR；
（3）金屬棒從靜止到剛開始勻速運動的過程中，通過電阻R的電荷量q；
（4）金屬棒勻速運動之后撤去恒力F，撤去恒力的同時，減小磁感應強度B，使得金屬棒繼續(xù)上升的過程中電路中無感應電流，已知撤去恒力的瞬間，金屬棒距導軌底端的距離為x0=2.5m,并從此刻開始計時，請推導磁感應強度B隨著時間t變化的函數(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：2024/6/27 10:35:59組卷：376引用：2難度：0.4
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1．如圖所示，電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成，窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，AB、CD等長且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導軌垂直且接觸良好，棒長為L、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時b棒靜止于導軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運動，且a棒距窄軌右端足夠遠，寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是（ ?。?/h2>L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：335引用：3難度：0.3 -
2．如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B，邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導體框的質(zhì)量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，則（ ?。?/h2>2gh2發(fā)布：2024/12/19 8:30:1組卷：346引用：2難度：0.4 -
3．某校物理學習興趣小組對英國偉大的物理學家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學習電磁感應一章的內(nèi)容后，設計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應的相關(guān)知識，圖中光滑金屬導軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿，與導軌交于M、N兩點，且MN間的距離為L0，導軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長度的電阻均為R0。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。在外力作用下，導體棒由MN處運動到虛線位置（導體棒和ac始終保持垂直），該過程中導體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在這個運動過程中（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：76引用：1難度：0.4
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