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题型:解答题 题类: 难易度:困难

江西省宜春市丰城市第九中学2024-2025学年高三上学期第一次段考物理试题(日新班)

如图,在竖直平面内固定有足够长的平行金属导轨PQ、EF,导轨间距L=20cm,在QF之间连接有阻值R=0.3Ω的电阻,其余电阻不计。轻质细线绕过导轨上方的定滑轮组,一端系有质量为=0.3kg的重物A,另一端系有质量为m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆ab、开始时金属杆置于导轨下方,整个装置处于磁感应强度B=2T、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中。现将重物A由静止释放,下降h=4m后恰好能匀速运动。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦,g取10m/s,求:

(1)电阻R中的感应电流方向;

(2)重物A匀速下降的速度大小v;

(3)重物A下降h的过程中,电阻R中产生的焦耳热QR

举一反三
如图所示,由金属和绝缘部件组成的无限长光滑平行导轨,其间距为 , 金属导轨中间嵌有两段由绝缘材料制成的导轨M、N(图中用黑实体表示),导轨左端连有电动势的电源.质量 , 电阻的三根相同导体棒ab、cd和ef垂直导轨放置,其中cd用两根很长的轻质绝缘细线悬挂,刚好与导轨接触且无挤压.ghkj是一个置于金属导轨上的“”型导体线框,由三根导体棒组成,每根棒质量均为m,电阻均为R,长度均为L.若ef棒与线框ghkj相碰则连接成一个正方形导体框,初始时,导体棒和线框均静止在金属导轨上.导轨上方有三个方向垂直于导轨平面向下的有界匀强磁场:紧靠绝缘导轨M左侧的区域Ⅰ中有磁感应强度为的磁场;区域Ⅱ中有磁感应强度为的磁场,cd棒紧靠区域Ⅱ的左边界放置;紧靠绝缘导轨N右侧的区域Ⅲ中有宽度为L、磁感应强度为的磁场.初始时ef处于区域Ⅱ中,区域Ⅱ、Ⅲ位于绝缘导轨N两侧.导体线框gj两点紧靠区域Ⅲ的左边界,闭合开关S,ab棒启动,进入绝缘轨道M之前已做匀速运动.导体棒ab和cd相碰后结合在一起形成“联动二棒”,与导轨短暂接触后即向右上方摆起,摆起的最大高度为 , 到达最高点后不再下落,同时发现ef棒向右运动,进入区域Ⅲ.不计其他电阻.求:

(1)ab棒匀速运动时的速度;

(2)ef棒离开区域Ⅱ时的速度

(3)“”导体线框能产生的焦耳热。

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