相距為L(zhǎng)的兩條平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ放置于絕緣水平面上，建立xoy坐標(biāo)系如圖所示，x=0處導(dǎo)軌MN和PQ均用絕緣材料平滑連接。x＜0側(cè)存在隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1=（-0.5+t）T，t＞0.5s后磁場(chǎng)不變，x＞0側(cè)存在沿y方向均勻分布、x正方向均勻增大的，B2=（0.5+0.5x）T的磁場(chǎng)，它們的方向都與導(dǎo)軌平面垂直（垂直紙面向上為正方向）?，F(xiàn)有長(zhǎng)度為L(zhǎng)、電阻為R的相同導(dǎo)體棒ab與cd用長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的絕緣輕桿構(gòu)成總質(zhì)量為m的“工”字形框架，靜置于y軸左側(cè)導(dǎo)軌上，ab棒與y軸距離為L(zhǎng)。另一根質(zhì)量m、電阻也為R的導(dǎo)體棒ef靜置于x=0處的絕緣材料上（與兩軌道均不導(dǎo)通），運(yùn)動(dòng)中三棒都與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。NQ端與阻值為R的電阻相連，距y軸足夠遠(yuǎn)。當(dāng)t=0時(shí)給“工”字形框架以初速度v0=2m/s向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，ab棒在x=0處與ef棒發(fā)生彈性碰撞，碰撞后立即在ef棒上施加水平拉力作用，使其沿導(dǎo)軌向x軸正方向運(yùn)動(dòng)并使電阻R上消耗的電功率保持不變。x＜0區(qū)域?qū)к壒饣瑇＞0區(qū)域?qū)к壌植?，?0.2，g=10m/s2。已知L=1m,R=1Ω，m=0.2kg,不計(jì)棒的粗細(xì)和接觸電阻、絕緣材料的厚度和空氣阻力，不考慮場(chǎng)的邊緣效應(yīng)。求：
（1）前0.5s流過(guò)cd棒的電流方向、大??；
（2）ef棒運(yùn)動(dòng)到x=1m處的速度大??；
（3）ef棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=1m過(guò)程中克服安培力做的功；
（4）ef棒從x=0運(yùn)動(dòng)到x=1m過(guò)程中拉力的平均功率。
【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；動(dòng)量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問(wèn)題；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：2024/7/5 8:0:9組卷：66引用：2難度：0.3
相似題
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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（ ?。?/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(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（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：78引用：1難度：0.4
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