如图甲所示，轻质细线吊着一质量m为0.6 kg，边长L为0.2 m，匝数n为100匝的正方形线圈，其总电阻r为2 Ω。正方形线圈中间位置以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2 ，求：

1. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量m为0.6 kg，边长L为0.2 m，匝数n为100匝的正方形线圈，其总电阻r为2 Ω。正方形线圈中间位置以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s² ，求：

(1) 0-4s内通过正方形线圈的电流大小；

(2) 前4秒内细线对正方形线圈的拉力大小随时间变化的规律。

【考点】

安培力的计算; 感应电动势及其产生条件;

【答案】

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解答题普通

1. 如图所示，两根相距为d的平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，两导轨右端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为m、长为d的导体棒MN，导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流为I和3I时，导体棒MN均恰好静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

(1) 试分析判断a端为电源的正极还是负极；

(2) 求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

(3) 求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ。

解答题普通

2. 我国第三艘航母——福建舰最大的亮点是采用了由我国自主研发的电磁弹射技术。电磁弹射的基本原理可简化为如图所示，两平行金属导轨固定在同一水平面内，质量为m的金属弹射体可以沿导轨运动并与两导轨接触良好，两导轨的左端与供电设备连接。电路接通后，导轨与弹射体中有图示方向的恒定电流I，导轨和弹射体处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。若导轨长度为L，导轨间距为d，不计摩擦及空气阻力。求：

(1) 弹射体离开导轨时的速度；

(2) 弹射体在导轨上运动的时间。

解答题普通

3. 如图甲所示，导体框架 $\text{[math]}$ 水平固定放置， $\text{[math]}$ 平行于 $\text{[math]}$ 且 $\text{[math]}$ 边长 $\text{[math]}$ ，框架上有定值电阻 $\text{[math]}$ （其余电阻不计），导体框处于磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 、方向水平向右的匀强磁场中．有一匝数 $\text{[math]}$ 匝、面积 $\text{[math]}$ 、电阻 $\text{[math]}$ 的线圈，通过导线和开关 $\text{[math]}$ 与导体框架相连，线圈内充满沿其轴线方向的匀强磁场，其磁感应强度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 变化的关系如图乙所示． $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 互不影响。

(1) 求 $\text{[math]}$ 线圈中的感应电动势大小 $\text{[math]}$ ；

(2) $\text{[math]}$ 时刻闭合开关 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ 边所受安培力方向竖直向下，判断 $\text{[math]}$ 边中电流的方向，并求此时其所受安培力的大小 $\text{[math]}$ ；

(3) 从 $\text{[math]}$ 时刻起闭合开关 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 内，电路产生的焦耳热 $\text{[math]}$ 。

解答题普通