某興趣小組設(shè)計了“搖繩發(fā)電”的方案。如圖所示，“∧”形等腰金屬架兩個端點M、N位于同一水平面上，通過導(dǎo)線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中點通過輕質(zhì)絕緣彈簧連接一個滑塊，金屬架和金屬棒所在區(qū)域均存在豎直向下的勻強磁場。讓滑塊運動且金屬架繞軸線MN以ω=12rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，金屬棒始終保持靜止。已知金屬架腰長L=5m,總電阻r1=5Ω，兩腰夾角θ=106°；金屬棒長度為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)圖示位置時開始計時，在圖乙中畫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像；
（2）在金屬架由圖中位置垂直紙面向外轉(zhuǎn)動30°的過程中，求通過電阻R的電量；
（3）求金屬架轉(zhuǎn)動一周的過程中，金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱；
（4）已知彈簧振子原長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，滑塊距離金屬棒多遠(yuǎn)？
【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：104引用：1難度：0.3
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1．圖甲是法拉第于1831年發(fā)明的人類歷史上第一臺發(fā)電機——圓盤發(fā)電機．圖乙為其示意圖，銅盤安裝在水平的銅軸上，磁感線垂直穿過銅盤；兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤邊緣接觸，勻速轉(zhuǎn)動銅盤，電阻R就有電流通過．則下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/18 20:30:2組卷：53引用：2難度：0.6 -
2．海浪機械能是未來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現(xiàn)．某科技小組設(shè)計的海浪發(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，它們可隨著海浪上下浮動，磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線圈，線圈的半徑為L，電阻為r,所在處磁場的磁感應(yīng)強度大小始終為B，磁芯和外殼隨海浪上下浮動的速度為v,v隨時間t的變化關(guān)系為，其中的T為海浪上下浮動的周期．現(xiàn)使線圈與阻值為R的電阻形成回路，則該發(fā)電裝置在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的電能為（ ）v=v0sin2πTt發(fā)布：2024/12/20 16:0:2組卷：337引用：4難度：0.3 -
3．如圖所示運動導(dǎo)體，其產(chǎn)生的感生電勢的方向，下列說法正確的是（ ）發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：1引用：0難度：0.5
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