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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省深圳市新安中学（集团）高中部2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

如图所示，跳楼机将游客载至高空，然后释放。座舱自由下落一段时间后，先启动电磁制动系统使座舱减速，再启动液压制动系统继续减速，到达地面时刚好停下。如将钢结构座舱看作为一个边长为L，总电阻为R的单匝正方形线框，则座舱的下落过程可以简化如下：线框先自由下落h后，下边框进入匀强磁场时线框开始减速，下边框出磁场时，线框恰好做匀速直线运动。已知座舱的总质量为m，磁场区高度为L，磁感应强度大小为B，重力加速度为g。求：

（1）座舱刚进入磁场上边界时，感应电流的大小；

（2）座舱穿过磁场的过程中产生的焦耳热。

举一反三

如图所示，在光滑的水平面上方，有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场，PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个边长为a、质量为m、电阻为R的金属正方形线框，以速度v垂直磁场方向从实线Ⅰ位置开始向右运动，当线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的Ⅱ位置时，线框的速度为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

如图，在宽度均为a的区域Ⅰ、Ⅱ中分别存在垂直纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小相等。正三角形金属线框efg（高也为a）从图示位置沿x轴正方向匀速穿过Ⅰ、Ⅱ区域，规定逆时针方向为电流正方向，则线框efg中感应电流I与线框移动距离x的关系图像正确的是（　　）

图甲为超导电动磁悬浮列车（EDS）的结构图，其简化图如图乙，超导磁体与“8”字形线圈之间通过互感产生电磁力将车体悬浮起来。如图丙所示，列车侧面安装的超导磁体产生垂直纸面向里的以虚线框为界的磁场，忽略边缘效应，磁感应强度大小恒为B，磁场的长和宽分别为2l和l。在列车轨道两侧固定安装了“8”字形线圈，每个“8”字形线圈均用一根漆包线绕制而成，匝数为n，电阻为R，水平宽度为l，竖直长度足够大，交叉的结点为P。当列车以速度v匀速前进时

如图（a），边长为 $\text{[math]}$ 的单匝正方形导线框固定在水平纸面内，线框的电阻为 $\text{[math]}$ 。虚线MN恰好将线框分为左右对称的两部分，在虚线MN左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 变化的规律如图（b）。虚线MN右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

某物理兴趣小组设计了一个电流天平，如图所示，“

”形磁铁的两侧为 $\text{[math]}$ 极，中心为 $\text{[math]}$ 极，两极间的磁感应强度大小均为 $\text{[math]}$ ，磁极宽度均为 $\text{[math]}$ ，忽略边缘效应。绕在骨架上的正方形线圈套于中心磁极，骨架与秤盘连为一体，线圈两端 $\text{[math]}$ 与外电路连接。当一待测重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流可确定重物的质量。已知线圈匝数为 $\text{[math]}$ ，电阻为 $\text{[math]}$ ，弹簧劲度系数为 $\text{[math]}$ ，秤盘和线圈（含骨架）的总质量为 $\text{[math]}$ ，空气阻力忽略不计，求：

一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳的一端连接质量为 $\text{[math]}$ 、边长为 $\text{[math]}$ 的正方形金属线框 $\text{[math]}$ ，另一端连接质量为 $\text{[math]}$ 的物块。虚线区域内有磁感应强度大小均为 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，其方向如图所示，磁场边界Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均水平，相邻边界间距均为 $\text{[math]}$ 。最初拉住线框使其 $\text{[math]}$ 边与Ⅰ重合。 $\text{[math]}$ 时刻，将线框由静止释放， $\text{[math]}$ 边由Ⅱ运动至Ⅲ的过程中，线框速度恒为 $\text{[math]}$ 。已知线框的电阻为 $\text{[math]}$ ，运动过程中线框始终在纸面内且上下边框保持水平，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

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