艦載機電磁彈射是現(xiàn)在航母最先進的彈射技術，我國在這一領域已達到世界先進水平。某興趣小組開展電磁彈射系統(tǒng)的設計研究，如圖所示，用于推動模型飛機的動子（圖中未畫出）與線圈絕緣并固定，線圈帶動動子，可在水平導軌上無摩擦滑動。線圈位于導軌間的輻向磁場中，其所在處的磁感應強度大小均為B。當開關S接通，電壓恒為U=10V的電源為系統(tǒng)供電，動子從靜止開始推動飛機加速，此加速過程中線圈中的電流隨時間的變化規(guī)律為I=100sint（A）。當電流第一次減為零時飛機與動子脫離。此時斷開S，動子將做阻尼運動而最終停下。已知線圈匝數(shù)n=100匝，每匝周長l=1m,直流電阻不計。飛機的質(zhì)量M=8kg,動子和線圈的總質(zhì)量m=2kg,R0=4Ω，B=0.01T，不計空氣阻力和飛機起飛對動子運動速度的影響，求：
（1）開關S接通后瞬間，線圈的自感電動勢大小E自；
（2）電流第一次達到最大時，飛機的速度大小v1及飛機與動子脫離時的速度大小v2；
（3）飛機與動子脫離后，動子運動過程的位移大小x；
（4）電流第一次達到最大時，線圈存儲的磁場能。（不考慮電磁輻射的能量）
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：160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)生轉動，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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