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菁優(yōu)網(wǎng)應(yīng)用所學(xué)知識不僅可以解決“已知”的問題,也可以在質(zhì)疑中探索“未知”的問題。某同學(xué)利用電磁阻尼現(xiàn)象設(shè)計了如圖情境1所示的用于緩沖降落的原理簡圖。一邊長為L、質(zhì)量為m、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框abcd豎直下落,進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場時開始做減速運動,線框平面始終在豎直平面內(nèi),且線框ad邊始終與磁場的水平邊界面平行。已知線框bc邊剛進(jìn)入磁場時線框的速率為v。重力加速度為g??諝庾枇Σ挥嫛?br />(1)求線框bc邊剛進(jìn)入磁場時線圈中的電流I;
(2)若線框ad邊剛要進(jìn)入磁場時線框的速率減為
v
2
,求線框在進(jìn)入磁場的過程中所產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)小明同學(xué)對“導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場后下落的加速度為重力加速度g”這一觀點,產(chǎn)生了質(zhì)疑,并認(rèn)為此時線框的加速度應(yīng)當(dāng)略小于重力加速度g。結(jié)合實際,小明把線框換成金屬正方體,研究其在該磁場中的下落情況,如圖情境2所示。已知該正方體的質(zhì)量為M、棱長為L。
a.為便于定量分析,小明構(gòu)建以下模型:假設(shè)正方體從靜止開始一直在磁場中運動,平行磁感線的左右兩個面可近似看作平行板電容器,電容為C。忽略正方體電阻。求該正方體下落的加速度大小a;并描述其運動性質(zhì)。
b.目前實驗室最強磁場的磁感應(yīng)強度約為幾十特。若正方體棱長L=0.1m,質(zhì)量M=5kg,上述a問模型中電容器電容的數(shù)量級約為10-12F。結(jié)合上述信息,針對“導(dǎo)線框全部進(jìn)入磁場后下落的加速度為重力加速度g”這一說法,請闡述你的觀點。

【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:73引用:1難度:0.5
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,導(dǎo)軌處在方向垂直于水平面向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,左側(cè)導(dǎo)軌間的距離為3L,右側(cè)導(dǎo)軌間的距離為L,導(dǎo)體棒a、b垂直放置于導(dǎo)軌之間,且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒a、b的材料相同,電阻相等。導(dǎo)體棒b末被固定且靜止在右側(cè)導(dǎo)軌上,使導(dǎo)體棒a以初速度v0 開始向右運動,直至回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?。已知回路中的感應(yīng)電流變?yōu)?時,導(dǎo)體棒a仍處于左側(cè)導(dǎo)軌上,不計導(dǎo)軌的電阻,導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m。下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/4 13:0:1組卷:126引用:2難度:0.4
  • 2.如圖,平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分組成,傾斜部分是兩個豎直放置的四分之一光滑圓弧導(dǎo)軌,圓弧半徑為0.4m.水平部分是兩段均足夠長但不等寬的光滑導(dǎo)軌,且CC'=3AA'=1.2m,水平導(dǎo)軌與圓弧導(dǎo)軌在AA′處平滑連接。整個裝置處于范圍足夠大、方向豎直向上的勻強磁場中,磁場區(qū)域遠(yuǎn)大于導(dǎo)軌面積,磁感應(yīng)強度B=10T,兩根完全相同的導(dǎo)體棒MN、PQ的質(zhì)量均為0.6kg,長度為1.2m,電阻均為3.0Ω。若PQ固定,現(xiàn)給導(dǎo)體棒MN一個大小為2m/s、豎直向下的初速度,同時對其施如外力F,使其恰好沿圓弧導(dǎo)軌從最高點勻速率下滑,導(dǎo)體棒剛到達(dá)AA′瞬間,撤去外力F的作用,不計導(dǎo)軌電阻,導(dǎo)體棒MN、PQ與導(dǎo)軌一直接觸良好。重力加速度g=10m/s2,π取3,下列判斷正確的是(  )
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    發(fā)布:2024/11/5 11:30:2組卷:179引用:1難度:0.3
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,一平行金屬軌道平面與水平面成θ角,兩道軌上端用一電阻R相連,該裝置處于勻強磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上。質(zhì)量為m的金屬桿ab,從距離地面高度h處靜止釋放,下滑一段距離后達(dá)到最大速度vm并剛好到達(dá)軌道底端。若運動過程中,金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計,摩擦力恒為f。則從開始下滑到達(dá)到最大速度的過程中(  )

    發(fā)布:2024/11/6 2:30:4組卷:187引用:2難度:0.5
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