如圖所示，兩根距離為d=1m的足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于xOy豎直面內(nèi)，一端接有阻值為R=2Ω的電阻。在y＞0的一側(cè)存在垂直紙面的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)大小沿x軸均勻分布，沿y軸大小按規(guī)律B=12y（T）分布。一質(zhì)量為m=0.05kg、阻值為r=1Ω的金屬桿與金屬導(dǎo)軌垂直，在導(dǎo)軌上滑動(dòng)時(shí)接觸良好。金屬桿始終受一大小可調(diào)節(jié)、方向豎直向上的外力F作用，使它能保持大小為a=2m/s2、方向沿y軸負(fù)方向的恒定加速度運(yùn)動(dòng)。t=0時(shí)刻，金屬桿位于y=0處，速度大小為v0=4m/s,方向沿y軸的正方向。設(shè)導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）當(dāng)金屬桿的速度大小為v=2m/s時(shí)直桿兩端的電壓；
（2）該回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時(shí)間；
（3）當(dāng)時(shí)間分別為t=3s和t=5s時(shí)，外力F的大??；
（4）電阻R的最大電功率。
B
=
1
2
y
（
T
）
【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類問(wèn)題；安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：75引用：1難度：0.4
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1．如圖所示，電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)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(zhǎng)且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長(zhǎng)、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L(zhǎng)。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，棒長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R。初始時(shí)b棒靜止于導(dǎo)軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，且a棒距窄軌右端足夠遠(yuǎn)，寬軌EF、GH足夠長(zhǎng)。下列判斷正確的是（ ）L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：336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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，邊長(zhǎng)為h的正方形導(dǎo)體框由虛線1上方無(wú)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(dǎo)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(shí)的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導(dǎo)體框在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則（ ）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(xué)習(xí)興趣小組對(duì)英國(guó)偉大的物理學(xué)家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的簡(jiǎn)單裝置來(lái)研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿，與導(dǎo)軌交于M、N兩點(diǎn)，且MN間的距離為L(zhǎng)0，導(dǎo)軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長(zhǎng)度的電阻均為R0。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在外力作用下，導(dǎo)體棒由MN處運(yùn)動(dòng)到虛線位置（導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直），該過(guò)程中導(dǎo)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(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（ ）
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：78引用：1難度：0.4
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