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题型：综合题题类：真题难易度：困难

2020年北京市高考物理真题试卷（新高考)

某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置包括电气制动和机械制动两部分。图1所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小 $\text{[math]}$ 随速度 $\text{[math]}$ 的变化曲线。

（1）、求列车速度从 $\text{[math]}$ 降至 $\text{[math]}$ 经过的时间t及行进的距离x。

（2）、有关列车电气制动，可以借助图2模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，回路中的电阻阻值为 $\text{[math]}$ ，不计金属棒 $\text{[math]}$ 及导轨的电阻。 $\text{[math]}$ 沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，可假设 $\text{[math]}$ 棒运动的速度与列车的速度、棒的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比。列车开始制动时，其速度和电气制动产生的加速度大小对应图1中的 $\text{[math]}$ 点。论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系，并在图1中画出图线。

（3）、制动过程中，除机械制动和电气制动外，列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明列车从 $\text{[math]}$ 减到 $\text{[math]}$ 的过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强?

(注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)

举一反三

磁场中某区域的磁感线如图所示，则( )

如图所示，一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T 竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)

如图所示，左侧闭合电路中的电流大小为I₁ ， ab为一段长直导线，右侧平行金属导轨的左端连接有与ab平行的长直导线cd，在远离cd导线的右侧空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，在磁场区域放置垂直导轨且与导轨接触良好的导体棒MN，当导体棒沿导轨匀速运动时，可以在cd上产生大小为I₂的感应电流，已知I₁＞I₂ ，不计匀强磁场对导线ab和cd的作用，用f₁和f₂分别表示导线cd对ab的安培力大小和ab对cd的安培力大小，下列说法中正确的是（　　）

如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L＝1m，导轨间连接的定值电阻R＝3Ω，导轨上放一质量为m＝0.1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r＝1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B＝1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10m/s²。现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：

某同学自制一电流表，其原理如图所示．质量为m的均匀细金属杆MN与两条竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，磁场边界ab的长度为L1，bc的长度为L₂ ， MN的长度为L₃ ，且L₃＞L₁ ．当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ad、bc中点连线重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度大小．MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g．

磁场中放一与磁场方向垂直的导线,通入的电流是2.5 A,导线长1 cm,它受到的磁场力为5×10^-2 N。问:

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