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當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年廣西北海市高二（下）期末物理試卷> 試題詳情

進(jìn)入21世紀(jì)以來，航空航天技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)火箭回收利用，是一項(xiàng)前沿技術(shù)和熱點(diǎn)技術(shù)?；鸺龑Φ嘏鲎擦艽螅瑸榱藴p緩回收時(shí)碰撞，一種方案是在返回火箭的底盤安裝了電磁緩沖裝置。該裝置的主要部件有兩部分：①緩沖滑塊，由高強(qiáng)絕緣材料制成，其內(nèi)部邊緣繞有閉合單匝矩形線圈abcd；②火箭主體包括絕緣光滑緩沖軌道MN、PQ和超導(dǎo)線圈（圖中未畫出），超導(dǎo)線圈能產(chǎn)生方向垂直于整個(gè)緩沖軌道平面的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)緩沖滑塊接觸地面時(shí)，滑塊立即停止運(yùn)動(dòng)，此后線圈與火箭主體中的磁場相互作用，火箭主體一直做減速運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到軟著陸要求的速度，從而實(shí)現(xiàn)緩沖?，F(xiàn)已知緩沖滑塊豎直向下撞向地面時(shí)，火箭主體的速度大小為v,經(jīng)過時(shí)間t火箭著陸，速度恰好為零。線圈abcd的電阻為R，其余電阻忽略不計(jì)，ab邊長為d,火箭主體質(zhì)量為M，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，重力加速度為g,一切摩擦阻力不計(jì)。求：
（1）緩沖滑塊剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢；
（2）緩沖滑塊剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，火箭主體的加速度大小；
（3）火箭主體的速度從v減到零的過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的電能。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/7/20 8:0:8組卷：41引用：3難度：0.4

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1．如圖甲所示，間距為L的兩條足夠長光滑平行絕緣導(dǎo)軌放置在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間有豎直方向且等間距間隔的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁場寬度及間距均為2L。導(dǎo)軌上有一邊長為L的正方形金屬框abcd,質(zhì)量為m,ab、cd邊與導(dǎo)軌平行，ab、bc、ad、cd邊電阻相等均為R。金屬框在沿導(dǎo)軌方向的恒定拉力F（大小未知）作用下由靜止開始向右沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段距離后進(jìn)入第一個(gè)磁場區(qū)。從bc邊進(jìn)入第一個(gè)磁場區(qū)至bc邊離開第一個(gè)磁場區(qū)過程中，測得ad兩端的電壓隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。
（1）求恒力F的大??？
（2）設(shè)Δt₁=t₁-0，Δt₂=t₂-t₁，比較Δt₁和Δt₂的大小并求Δt₁？
（3）在圖丙中畫出bc邊離開第一個(gè)磁場至剛進(jìn)入第二個(gè)磁場過程中ad兩端的電壓隨時(shí)間變化圖像（標(biāo)出時(shí)間和電壓值，以bc邊離開第一個(gè)磁場開始計(jì)時(shí)）；
（4）金屬框從靜止開始到離開第二個(gè)磁場區(qū)的過程中F所做的功？
發(fā)布：2024/9/29 1:0:1組卷：64引用：3難度：0.5
解析
2．如圖所示，匝數(shù)N=200、橫截面積S=100cm²、電阻r=0.3Ω的線圈處于豎直向上的變化磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B₁隨時(shí)間變化規(guī)律B₁=（0.5+0.4t）T。傾角θ=30°，間距d=0.5m、長度L=1.2m的光滑平行導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₂的勻強(qiáng)磁場中傾斜放置，B₂方向垂直導(dǎo)軌平面，開關(guān)S閉合時(shí)，一質(zhì)量m=200g、電阻R₁=0.2Ω的導(dǎo)體棒ab恰好能靜止在傾斜導(dǎo)軌的上端處，定值電阻R₂=0.2Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，空氣阻力忽略不計(jì)，取g=10m/s²。則：
（1）求線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢大??；
（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B₂的大小和方向；
（3）斷開S后導(dǎo)體棒開始沿導(dǎo)軌下滑，到達(dá)底端前速度已達(dá)到最大值，求導(dǎo)體棒滑到導(dǎo)軌底端所需的時(shí)間，及下滑過程中導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱。
發(fā)布：2024/9/30 5:0:1組卷：127引用：3難度：0.5
解析
3．如圖所示，兩根一樣的“L”形金屬導(dǎo)軌平行放置，其間距d=0.75m,導(dǎo)軌豎直部分粗糙，水平部分光滑且足夠長。整個(gè)裝置處于方向豎直向上、大小B=1T的勻強(qiáng)磁場中。有兩根導(dǎo)體棒ab和cd,它們的質(zhì)量都為m=0.1kg,阻值都為R=1Ω，ab棒與豎直導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。ab棒在豎直導(dǎo)軌平面左側(cè)并垂直導(dǎo)軌固定，cd棒垂直導(dǎo)軌放置在水平導(dǎo)軌上?，F(xiàn)用一大小F=3N的水平恒力由靜止開始向右拉動(dòng)cd棒，同時(shí)釋放ab棒。t=1s末，ab棒速度恰好為0。ab棒始終與豎直導(dǎo)軌接觸良好，其余電阻不計(jì)，求：
（1）當(dāng)cd棒的速度為v₀=1m/s時(shí)，cd棒兩端電壓Ucd和流過ab棒的電流I的大?。?br />（2）t=1s末cd棒的速度v；
（3）在0～1s內(nèi)，兩根棒上產(chǎn)生的總焦耳熱Q。
發(fā)布：2024/9/29 3:0:2組卷：71引用：2難度：0.2
解析

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