如圖，光滑金屬軌道POQ、P′O′Q′互相平行，間距為L，其中O′Q′和OQ位于同一水平面內(nèi)，PO和P′O′構(gòu)成的平面與水平面成30°．正方形線框ABCD邊長為L，其中AB邊和CD邊質(zhì)量均為m,電阻均為r,兩端與軌道始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。BC邊和AD邊為絕緣輕桿，質(zhì)量不計(jì)。線框從斜軌上自靜止開始下滑，開始時(shí)底邊AB與OO′相距L．在水平軌道之間，MNN′M′長方形區(qū)域分布著有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，OM=O′N＞L，N′M′右側(cè)區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場。這兩處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為 B．在右側(cè)磁場區(qū)域內(nèi)有一垂直軌道放置并被暫時(shí)鎖定的導(dǎo)體桿EF，其質(zhì)量為m,電阻為r。鎖定解除開關(guān)K與M點(diǎn)的距離為L，不會(huì)阻隔導(dǎo)軌中的電流。當(dāng)線框AB邊經(jīng)過開關(guān)K時(shí)，EF桿的鎖定被解除。不計(jì)軌道轉(zhuǎn)折處OO′和鎖定解除開關(guān)造成的機(jī)械能損耗。
（1）求整個(gè)線框剛到達(dá)水平面時(shí)的速度v0；
（2）求線框AB邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，AB兩端的電壓UAB；
（3）求CD邊進(jìn)入磁場時(shí)，線框的速度v；
（4）若線框AB邊尚未到達(dá)M′N′，桿EF就以速度vt=2B2L33mr離開M′N′右側(cè)磁場區(qū)域，求此時(shí)線框的速度多大？
2
B
2
L
3
3
mr
【考點(diǎn)】導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢；電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；機(jī)械能守恒定律的簡單應(yīng)用；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用．
【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：253引用：2難度：0.3
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1．圖甲是法拉第于1831年發(fā)明的人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——圓盤發(fā)電機(jī)．圖乙為其示意圖，銅盤安裝在水平的銅軸上，磁感線垂直穿過銅盤；兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤邊緣接觸，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，電阻R就有電流通過．則下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/18 20:30:2組卷：53引用：2難度：0.6 -
2．海浪機(jī)械能是未來可使用的綠色能源之一，利用海浪發(fā)電可加速地球上碳中和的實(shí)現(xiàn)．某科技小組設(shè)計(jì)的海浪發(fā)電裝置的俯視圖如圖所示，圓柱體磁芯和外殼之間有輻射狀磁場，它們可隨著海浪上下浮動(dòng)，磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線圈，線圈的半徑為L，電阻為r,所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小始終為B，磁芯和外殼隨海浪上下浮動(dòng)的速度為v,v隨時(shí)間t的變化關(guān)系為，其中的T為海浪上下浮動(dòng)的周期．現(xiàn)使線圈與阻值為R的電阻形成回路，則該發(fā)電裝置在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的電能為（ ）v=v0sin2πTt發(fā)布：2024/12/20 16:0:2組卷：337引用：4難度：0.3 -
3．如圖所示運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體，其產(chǎn)生的感生電勢的方向，下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/21 8:0:2組卷：1引用：0難度：0.5
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