- 二一组卷

题型：综合题题类：常考题难易度：困难

安徽省江南十校2021届高三上学期物理第二次联考试卷

如图甲所示，两根足够长平行金属导轨 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 相距 $\text{[math]}$ ，导轨平面与水平面夹角为 $\text{[math]}$ ，金属棒 $\text{[math]}$ 垂直于 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m。导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小 $\text{[math]}$ 。金属导轨的上端与开关S、定值电阻 $\text{[math]}$ 和电阻箱 $\text{[math]}$ 相连。金属棒和导轨之间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g。现在闭合开关S，将金属棒由静止释放。取 $\text{[math]}$ 。

（1）、若电阻箱 $\text{[math]}$ 接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q（用m、h、v、g表达）；

（2）、已知金属棒能达到的最大速度 $\text{[math]}$ 随电阻箱 $\text{[math]}$ 阻值的变化关系如图乙所示，求 $\text{[math]}$ 的阻值和金属棒的质量m。

举一反三

在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线(　　)

如图3－4－30所示，两平行光滑导轨相距为L＝20 cm，金属棒MN的质量为m＝10 g，电阻R＝8 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，方向竖直向下，电源电动势E＝10 V，内阻r＝1 Ω，当开关S闭合时，MN恰好平衡，求变阻器R₁的取值为多少？设θ＝45°，g取10 m/s².

如图所示，两根平行导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，间距d=0.4m．导轨由两部分组成，虚线MN为两部分的分界线．MN以下导轨由金属材料制成，其长度L=1.0m，电阻不计，底端接有一只标称值为“2V 0.5A”的小灯泡；MN以上导轨足够长，由绝缘材料制成．整个空间存在垂直斜面向上的匀强磁场．现将质量m=0.1kg、电阻不计的光滑导体棒从绝缘导轨上某位置由静止释放，当ab通过MN后小灯泡立即正常发光且亮度保持不变，直至ab离开轨道．ab在滑动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g=10m/s² ，试求：

如图所示，是研究安培力的演示仪，把正方形导线框挂在弹簧秤的下面，导线框平面与纸面垂直。当闭合开关时，导线框外侧边的电流向上（如图所示），则下列说法正确的是（）

如图，固定的水平光滑平行轨道左端接有一个R=2Ω的定值电阻，右端与竖直面内的 $\text{[math]}$ 圆弧形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接于N、N′点，两圆弧轨道的半径均为r=0.5m，水平轨道间距L=1m，矩形MNN′M′区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，宽度d=1m。质量m=0.2kg，电阻R₀=0.5Ω的导体棒ab从水平轨道上距磁场左边界s处，在水平恒力F的作用下由静止开始运动。若导体棒运动过程中始终与轨道垂直并接触良好，进入磁场后做匀速运动，当运动至NN′时撤去F ，导体棒能运动到的最高点距水平轨道的高度h=1.25m。空气阻力不计，重力加速度g=10m/s²。求：

图中已经标出了磁场B的方向、通电直导中电流I的方向，在图中画出通电直导线所受安培力的方向。

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