如圖甲MN、PQ為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，間距L=1.0m,與水平面間的夾角α=30°，勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.5T，垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有電流傳感器，質(zhì)量m=2.0kg、阻值R=1.0Ω的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，它與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)μ=33，如圖所示。除導(dǎo)體棒電阻外其他電阻不計。用外力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab,使ab由靜止開始運動并開始計時，0-3s的電流I隨時間t變化的圖像如圖乙所示，此時間內(nèi)拉力做的功為225J，取g=10m/s2。
（1）請判斷0-3s內(nèi)金屬桿中的電流方向；
（2）請分析說明0-3s內(nèi)金屬桿做何種運動？并求此時間段內(nèi)金屬桿的位移；
（3）求0-3s內(nèi)外力F隨時間t變化的函數(shù)式；
（4）求0-3s內(nèi)金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱；
（5）3s末撤去外力F，請定性畫出此后回路中的電流I隨時間t變化的圖像。
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【考點】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；電磁感應(yīng)過程中的動力學類問題；導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式．
【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：95引用：1難度：0.3
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1．如圖所示，電阻不計的光滑金屬導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)強度大小為B，邊長為h的正方形導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體框在運動過程中不會發(fā)生轉(zhuǎn)動，則（ ?。?/h2>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(yīng)現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學習電磁感應(yīng)一章的內(nèi)容后，設(shè)計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應(yīng)的相關(guān)知識，圖中光滑金屬導(dǎo)軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導(dǎo)軌上放置一根質(zhì)量為m的金屬桿，與導(dǎo)軌交于M、N兩點，且MN間的距離為L0，導(dǎo)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(yīng)強度大小為B。在外力作用下，導(dǎo)體棒由MN處運動到虛線位置（導(dǎo)體棒和ac始終保持垂直），該過程中導(dǎo)體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在這個運動過程中（ ）
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：76引用：1難度：0.4
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