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题型:解答题 题类: 难易度:困难

浙江省浙南名校2023-2024学年高二下学期6月期末物理试题

航母舰载机最先进的弹射技术为电磁弹射,我国在这一领域已达到世界先进水平。关于电磁弹射研究建立如图所示模型,质量为m的线圈匝数为n,周长为L,线圈电阻为R,可在水平导轨上无摩擦滑动,线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B,开关S与1接通,恒流源与线圈连接通电,线圈做加速运动,经过时间t运动速度为v,此时S掷向2接通定值电阻 , 线圈在磁场力作用下减速运动到停下,不计空气阻力。求:

(1)恒流源的电流I;

(2)通过电阻的电荷量Q;

(3)线圈运动的总距离s。

举一反三
如图甲所示,无限长的两根通电直导线安装在横放的绝缘直三棱柱架子的两条棱边上(),在架子右侧一条棱边的中点上水平固定一面积为S(面积足够小)、电阻为R的n匝线圈,线圈到的距离分别为 , 另外将足够长的平行绝缘轨道固定水平地面上(轨道分别位于BC和的延长线上),轨道间距为L。

(1)如果上通电导线的电流大小分别为 , 方向如图中箭头所示,求线圈中的磁通量(已知通电直导线周围激发的磁场满足关系: , 其中I为电流大小,r为到直导线的距离,k为某已知常数。另外线圈面积足够小时,通电导线在线圈中激发的磁场可当成匀强磁场);

(2)如果通电导线在线圈处激发的磁感应强度的竖直分量与时间的关系如图乙所示,图中已知,求0到时间内,流过线圈导线横截面的电荷量;

(3)在第(2)题的前提条件下,已知时刻线圈中磁场方向为竖直向上,假设以俯视观察时逆时针方向为电流正方向。求时间内线圈中的电流瞬时表达式及0到T时间内线圈中电流有效值;

(4)撤去两根通电直导线,现将一质量为m、长度为L、接入轨道部分电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上,右方还有质量为3m、边长均为L的U形框cdef,其中U形框cdef的电阻为3R。沿绝缘轨道方向建立x轴,虚线与坐标原点O在同一水平线上,虚线EF左侧轨道光滑,让虚线EF右侧所在空间存在竖直向上的磁场,磁感应强度的分布为。现在给金属棒ab一个水平向右的瞬时冲量 , 一段时间后金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞,整体进入到EF右侧运动时会受到阻力,阻力大小与速度满足 , 求ab与U形框整体最终静止时ab边的坐标x及U形框在运动过程中产生的焦耳热

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