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题型：综合题题类：模拟题难易度：普通

上海市静安区2019届高三物理二模等级考试试卷

如图，倾斜固定放置的“Π”形光滑金属导轨，位于与水平面成θ角的平面内，导轨宽为L，电阻不计。宽度均为d的矩形有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B，两磁场间的距离也为d。质量为m、电阻为R的金属杆ab平行于导轨顶部，从距离磁场Ⅰ上边缘h处由静止释放。已知金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，且始终与导轨接触良好，重力加速度为g。

（1）、求金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度v大小；

（2）、定性分析金属杆穿过两磁场的过程中能量是如何变化的；

（3）、分析并说明金属杆释放处与磁场Ⅰ上边缘的距离h需满足的条件；

（4）、作出金属杆从进入磁场Ⅰ到离开磁场Ⅱ这一过程中的v-t图像。

举一反三

如图甲所示，一固定竖直倒放的“U”形足够长金属导轨的上端接一定值电阻R，整个装置处于方向垂直轨道平面向里的匀强磁场中。现将一质量为m的金属棒从距电阻R足够远的导轨上某处，以大小为 $\text{[math]}$ 的初动量竖直向上抛出，金属棒的动量随时间变化的图像如图乙所示。整个过程中金属棒与导轨接触良好且保持垂直，不计空气阻力及金属棒和导轨电阻，重力加速度大小为g。关于此过程中，下列说法正确的是（　　）

如图，间距为L的两根金属导轨平行放置并固定在绝缘水平桌面上，左端接有一定值电阻R，导轨所在平面存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的金属棒置于导轨上，在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动，一段时间后撤去水平拉力，金属棒最终停在导轨上。已知金属棒在运动过程中，最大速度为v，加速阶段的位移与减速阶段的位移相等，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，不计摩擦及金属棒与导轨的电阻，则（　　）

如图1所示，空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 $\text{[math]}$ ，电阻忽略不计的足够长、光滑的水平金属导轨间的距离 $\text{[math]}$ 。电阻均为 $\text{[math]}$ 、质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的导体棒a、b垂直导轨放置，计时开始导体棒a受到水平向右的恒力F作用，a、b从静止开始做加速运动， $\text{[math]}$ 时刻导体棒a的速度正好达到 $\text{[math]}$ ，此后两导体棒达到稳定的运动状态，图2是导体棒a、b运动的 $\text{[math]}$ 图像，两根导体棒在运动过程中始终与导轨保持垂直且良好接触，不计水平金属导轨的电阻，磁场的范围足够大。下列说法正确的是（　　）

如图所示，两条足够长的平行导电导轨MN、PQ水平放置，导轨间距L=1.0m，在轨道区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。导体棒a、b质量均为m=1kg，电阻均为R=0.5Ω，与导轨间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ =0.3，运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好。重力加速度g=10m/s² ，导轨电阻可忽略，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）若开始时导体棒a初速度为零，导体棒b获得 $\text{[math]}$ =2m/s的水平向右的初速度，求此时导体棒a和b的加速度大小；

（2）若同时分别给两导体棒不同的冲量，使导体棒a获得平行于导轨向左的初速度 $\text{[math]}$ =2m/s的同时，导体棒b获得向右的平行于导轨的初速度 $\text{[math]}$ =4m/s，求流经导体棒a的最大电流；

（3）在（2）的条件下，从导体棒a速度为零到两棒相距最远的过程中，已知导体棒b产生的焦耳热为0.25J，求此过程中导体棒b的位移。

如图所示，水平放置的粗糙金属导轨相距 $\text{[math]}$ ，导轨左端接有 $\text{[math]}$ 的电阻，空间存在斜向右上且与水平面的夹角为60°的匀强磁场，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。现有一根质量 $\text{[math]}$ 的导体棒，在平行导轨方向、大小为 $\text{[math]}$ 的恒力作用下以速度 $\text{[math]}$ 沿导轨匀速运动，某时刻撤去力F，导体棒继续运动距离s后停止。整个运动过程中导体棒始终和导轨垂直，导轨足够长，且导轨和导体棒的电阻均忽略不计，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为 $\text{[math]}$ 。导轨平面与水平面成 $\text{[math]}$ 角，质量均为 $\text{[math]}$ 、阻值均为 $\text{[math]}$ 、长度均为 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $\text{[math]}$ 。现固定金属棒 $\text{[math]}$ ，将金属棒 $\text{[math]}$ 由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为 $\text{[math]}$ 求：

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