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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省佛山市顺德区容山中学2024-2025学年高二上学期10月期中考试物理试题

电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种武器，它的工作原理示意图如图所示。在一次实验中，利用这种装置可以把处于轨道初端的质量为 $\text{[math]}$ 的金属杆 $\text{[math]}$ （包括弹体）由静止加速到 $\text{[math]}$ 。若这种装置的水平金属轨道宽为 $\text{[math]}$ ，长为 $\text{[math]}$ ，通过金属杆 $\text{[math]}$ 的电流恒为 $\text{[math]}$ ，金属杆 $\text{[math]}$ 与轨道间的摩擦可忽略不计，求：

（1）、轨道间所加垂直于轨道平面的匀强磁场的磁感应强度的大小；

（2）、金属杆 $\text{[math]}$ 加速过程中所受安培力的最大功率；

（3）、穿过金属杆 $\text{[math]}$ 扫过的面积的磁通量大小。

举一反三

如图所示为直流电动机物理模型，电源电动势为E、内阻为r，均匀导线制成的正方形线框边长为L、匝数为 N，总电阻为R。两固定磁极提供磁感应强度为B的匀强磁场，闭合开关，下列说法正确的是（　　）

如图所示，两光滑平行绝缘导轨倾斜固定，倾角为 $\text{[math]}$ ，质量为m的金属棒垂直导轨放置，通有恒定电流I，当在空间中加一个与金属棒垂直的匀强磁场时，金属棒恰好静止。下列说法中正确的是( )

如图甲所示，在水平面 $\text{[math]}$ 内放置有一个超导平板，在 $\text{[math]}$ 处有一质量为m、半径为r、环心在z轴上的水平匀质金属圆环，且 $\text{[math]}$ 。在圆环内通入电流，在圆环磁场的作用下超导平板内形成感应电流，产生附加磁场。可以证明，超导平板内感应电流在 $\text{[math]}$ 区域产生的附加磁场，相当于在 $\text{[math]}$ 处对称地放置一个半径也为r的镜像圆环电流所产生的磁场，镜像圆环内的电流与原圆环电流大小相等方向相反。已知长直通电导线在空间中某点激发的磁场的磁感应强度满足下列关系式： $\text{[math]}$ ， k为常数，I为通过直导线的电流，x为此点与直导线的垂直距离。设重力加速度为g。当环内电流达到恒定值 $\text{[math]}$ 时，圆环刚好能悬浮在 $\text{[math]}$ 处，此时（　　）

小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求

如图所示，在倾角 $\text{[math]}$ 的斜面上固定两条平行金属导轨，导轨间距离 $\text{[math]}$ ，两导轨间接有滑动变阻器R和电动势 $\text{[math]}$ 、内阻 $\text{[math]}$ 的电池。垂直于导轨放置一根质量 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ ，它与导轨间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 $\text{[math]}$ 。导轨与金属棒的电阻不计，重力加速度g取10m/s² ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。若金属棒恰好不下滑，求接入电路的滑动变阻器R的阻值。

如图（a），边长为 $\text{[math]}$ 的单匝正方形导线框固定在水平纸面内，线框的电阻为 $\text{[math]}$ 。虚线MN恰好将线框分为左右对称的两部分，在虚线MN左侧的空间内存在与纸面垂直的匀强磁场，规定垂直于纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度 $\text{[math]}$ 随时间 $\text{[math]}$ 变化的规律如图（b）。虚线MN右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小恒为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

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