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高中物理
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计算题
1.
(2024高二下·射洪月考)
如图(
a
),水平传送带以恒定速率
顺时针转动,宽为4
L
、足够高的矩形匀强磁场区域
MNPQ
, 磁感应强度大小为
B
, 方向垂直纸面向里,磁场下边界
QP
水平。矩形导体框
abcd
无初速度地放在传送带上且
ad
与
MQ
重合,
bc
向右运动到
NP
时恰与传送带共速,此时施加水平向右的拉力,使导体框保持共速前的加速度离开磁场。
ad
离开磁场时撤掉拉力,同时将磁场下边界
QP
提升到传送带上方距上表面
L
处。导体框继续向右运动,与
NP
右侧4.5
L
处的竖直固定挡板(挡板不在传送带上)发生弹性正碰。当
ad
返回
NP
时,施加水平向左的拉力,使导体框以此时的速度匀速通过磁场。已知导体框质量为
m
, 总电阻为
R
,
ab
边长为3
L
,
ad
长为2
L
。导体框平面始终与磁场垂直且不脱离传送带,重力加速度为
g
。
(1) 求导体框与传送带间
动摩擦因数是多少?
(2) 求导体框向右离开磁场过程中通过导体框的电荷量?
(3) 求导体框从开始运动到与传送带共速过程中,
ad
两点间的电势差
与时间
t
的关系式;
(4) 求导体框向右离开磁场过程中,拉力冲量
的大小;
(5) 导体框向左通过磁场的过程中,设
ad
到
NP
的距离为
x
, 导体框受到的摩擦力大小为
, 在图(
b
)中定量画出导体框通过磁场过程中
图像,要求写出推导过程。
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