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高中物理
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综合题
1.
(2021·黄山模拟)
如图所示,某生产线圈的厂家通过水平绝缘传送带输送相同的闭合铜线圈,为了检测出未闭合的不合格的线圈,让传送带通过一固定的匀强磁场区域,线圈进入磁场前等距离排列,穿过磁场后根据线圈间的距离的变化,就可以检测出不合格的线圈。已知磁场方向垂直于传送带平面向上,磁场的磁感应强度大小为B,磁场的左、右边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ的距离为
d。有两个边长均为L(L<d)的正方形单匝线圈甲和乙,均与传送带以相同的速度匀速运动,传送带足够长且运行速度恒为v
0
;乙是不合格的线圈,甲为闭合线圈。甲进入磁场过程相对于传送带滑动,其右侧边到达磁场边界PQ时速度仍等于v
0
, 从开始穿出磁场到恰好又与传送带的速度相等时发生的位移为d。已知甲线圈的质量为m,电阻为R,与传送带间的动摩擦因数为
,且在传送带上始终保持前、后侧边平行于磁场边界MN,不考虑空气阻力的影响,重力加速度为g。求:
(1) 甲刚进入磁场时的加速度;
(2) 甲在进入磁场的运动过程中速度的最小值;
(3) 最终甲和乙之间的距离的改变量;
(4) 甲和传送带因磁场的影响会额外至少产生的热量。
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