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题类:模拟题
难易度:普通
天津市南开中学2020年高考物理模拟试卷(四)
如图所示,PQ和MN是固定于倾角为30°斜面内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上,始终与轨道垂直,且接触良好。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m,长度均为L、电阻均为R;两金属棒的长度恰好等于轨道的间距,并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,若锁定金属棒ab不动,使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下,沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g;
(1)、
试推导论证:金属棒cd克服安培力做功的功率P
安
等于电路获得的电功率P
电
;
(2)、
设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t
0
=0,恒力大小变为F′=1.5mg,方向不变,同时解锁、静止释放金属棒ab,直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动;求:
①t时刻以后金属棒ab的热功率P
ab
;
②0~t时刻内通过金属棒ab的电量q。
举一反三
如图所示,在相距一定距离的高低两处,有两段水平放置、间距均为L的光滑平行金属导轨,高低两处的里、外两根导轨分别在里、外两个竖直面内,两段导轨的水平部分都存在方向竖直向下、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。上方导轨的左端连有一个充满电荷的电容器(极板带电情况如图中所示),导体棒ab垂直于导轨静止放置。下方导轨由一段圆弧部分与一段足够长的水平部分平滑连接组成,圆弧段导轨所对圆心角
, 半径为R;在导轨的水平段上距离圆弧轨道最低处MN足够远处静止放置另一导体棒cd、某时刻,闭合上方导轨连接的开关S,导体棒ab从上方导轨末端飞出后恰好沿切线方向、以大小为
的速度从下方导轨的左端最高处PQ进入圆弧导轨。ab、cd两段导体棒的质量均为m,导体棒与导轨始终保持垂直且接触良好,重力加速度为g,
。求:
边长为l的正方形线框以初速度
水平抛出,在其正下方有一宽度为
、水平足够长的垂直于纸面向里的匀强磁场区域,如图所示。cd边刚进入磁场时,线框恰好做匀速直线运动。以cd边刚离开磁场时为计时起点,此后线框的加速度与其竖直方向位移的关系图像可能正确的是(忽略空气阻力,线框在此过程中不发生转动,取竖直向下为正方向)( )
如图(a),水平传送带以恒定速率
顺时针转动,宽为
、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
处的竖直固定挡板发生弹性正碰。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长为
, ad长为
, 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。
如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成
角固定,间距为d。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B。P、M间接有阻值为3R的电阻。Q、N间接有阻值为6R的电阻,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其有效电阻为R。现从静止释放ab,当它沿轨道下滑距离s时,达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度为g。则( )
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