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如圖所示,水平固定一半徑r=0.2m的金屬圓環(huán),長(zhǎng)均為r,電阻均為R0的兩金屬棒沿直徑放置,其中一端與圓環(huán)接觸良好,另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上,并隨軸以角速度ω=600rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圓環(huán)內(nèi)左半圓均存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。圓環(huán)邊緣、與轉(zhuǎn)軸良好接觸的電刷分別與間距l(xiāng)1的水平放置的平行金屬軌道相連,軌道間接有電容C=0.09F的電容器,通過單刀雙擲開關(guān)S可分別與接線柱1、2相連。電容器左側(cè)寬度也為l1、長(zhǎng)度為l2、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)靠近左側(cè)邊緣處垂直軌道放置金屬棒ab,磁場(chǎng)區(qū)域外有間距也為l1的絕緣軌道與金屬軌道平滑連接,在絕緣軌道的水平段上放置“[”形金屬框fcde。棒ab長(zhǎng)度和“[”形框的寬度也均為l1、質(zhì)量均為m=0.01kg,de與cf長(zhǎng)度均為l3=0.08m,已知l1=0.25m,l2=0.068m,B1=B2=1T、方向均為豎直向上;棒ab和“[”形框的cd邊的電阻均為R=0.1Ω,除已給電阻外其他電阻不計(jì),軌道均光滑,棒ab與軌道接觸良好且運(yùn)動(dòng)過程中始終與軌道垂直。開始時(shí)開關(guān)S和接線柱1接通,待電容器充電完畢后,將S從1撥到2,電容器放電,棒ab被彈出磁場(chǎng)后與“[”形框粘在一起形成閉合框abcd,此時(shí)將S與2斷開,已知框abcd在傾斜軌道上重心上升0.2m后返回進(jìn)入磁場(chǎng)。
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(1)求電容器充電完畢后所帶的電荷量Q,哪個(gè)極板(M或N)帶正電?
(2)求電容器釋放的電荷量ΔQ;
(3)求框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)后,ab邊與磁場(chǎng)區(qū)域左邊界的最大距離x。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:1392引用:1難度:0.6
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    v
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    v
    0
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    T
    t
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