如圖，在水平地面MN上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，上邊界EF距離地面的高度H=0.7m。正方形金屬線框abcd的質(zhì)量m=0.1kg、邊長L=0.1m,總電阻R=0.02Ω，線框的ab邊距離EF上方h=0.2m處由靜止開始自由下落，abcd始終在豎直平面內(nèi)且ab保持水平。（g取10m/s²）求：
（1）線圈剛進(jìn)入磁場時受到安培力的大小和方向；
（2）線框從開始運(yùn)動到ab邊剛要落地的過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱Q；
（3）通過計算畫出線框從開始運(yùn)動，到ab邊恰好到達(dá)地面過程的v-t圖像。（要求標(biāo)注關(guān)鍵數(shù)據(jù)）

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/20 8:0:9組卷：14引用：2難度：0.5

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2．我國完全自主設(shè)計建造的首艘電磁彈射型航空母艦“福建艦”采用平直通長飛行甲板，滿載排水量8萬余噸。電磁彈射器的主要部件是一套直線感應(yīng)電動機(jī)，利用強(qiáng)大電流通過線圈產(chǎn)生的磁場推動飛機(jī)托架高速前進(jìn)，帶動飛機(jī)起飛，原理簡圖如圖所示。電動機(jī)初級線圈固定在甲板下方，彈射時，旋轉(zhuǎn)電刷極短時間內(nèi)從觸點1高速旋轉(zhuǎn)到觸點14，依次在線圈A、B、C、D、E、???、M、N中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，在磁場從線圈A高速變化到線圖N的過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的次級線圈（飛機(jī)托架）中就會產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流，飛機(jī)托架會在安培力的推動下帶動飛機(jī)高速前進(jìn)。已知整個加速系統(tǒng)長約90余米，彈射時在2.5s內(nèi)可以將質(zhì)量為30t的飛機(jī)由靜止加速到260km/h的離艦速度。若彈射過程安培力恒定，不計阻力，飛機(jī)托架的質(zhì)量可忽略，線圈電阻不計，重力加速度為g,下列說法正確的是（　?。?br />

A．彈射過程中，飛機(jī)運(yùn)動的速度總是小于磁場變化的速度

B．彈射該架飛機(jī)，安培力做的功約為1.01×10⁹J

C．彈射過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的最大輸出功率約為2.6×10⁷W

D．彈射過程中，飛機(jī)沿水平方向運(yùn)動，質(zhì)量為m的飛行員需要承受座艙的水平作用力的大小約為3mg

發(fā)布：2024/11/11 17:30:1組卷：38引用：3難度：0.6

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