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题型：解答题题类：难易度：普通

广东省江门市2024-2025学年高二上学期期末统考物理试题

如图，两根间距为L＝0.5m的平行光滑金属导轨间接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的电源，导轨平面与水平面间的夹角θ＝37°．金属杆ab垂直导轨放置，质量m＝0.2kg．导轨与金属杆接触良好且金属杆与导轨电阻均不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中．当R₀＝1Ω时，金属杆ab刚好处于静止状态，取g＝10m/s² ， sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．

（1）求磁感应强度B的大小；

（2）若保持B的大小不变而将方向改为垂直于斜面向上，求金属杆的加速度．

举一反三

如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨上端连接有一阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，两导轨在同一平面内，质量为 $\text{[math]}$ ，长为 $\text{[math]}$ 的导体棒 $\text{[math]}$ 垂直于导轨，使其从靠近电阻处由静止开始下滑，已知导体棒电阻 $\text{[math]}$ ，整个装置处于垂直于于导轨平面的匀强磁场中，导体棒下滑过程中加速度 $\text{[math]}$ 与速度 $\text{[math]}$ 的关系如图乙所示。 $\text{[math]}$ ，求：

（1）导轨平面与水平面间夹角 $\text{[math]}$ ；

（2）磁场的磁感应强度 $\text{[math]}$ 的大小；

（3）若靠近电阻处到底端距离 $\text{[math]}$ 棒在下滑至底端前速度已达 $\text{[math]}$ ，求 $\text{[math]}$ 棒下滑的整个过程中，电阻 $\text{[math]}$ 上产生的焦耳热。

如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为 $\text{[math]}$ ，质量为 $\text{[math]}$ 、边长为 $\text{[math]}$ 的正方形线框 $\text{[math]}$ 斜向穿进磁场，当 $\text{[math]}$ 刚进入磁场时，线框的速度为 $\text{[math]}$ ，方向与磁场边界成 $\text{[math]}$ ，若线框的总电阻为 $\text{[math]}$ ，则（）

如图所示，两个半径均为R的光滑圆轨道a、b并排固定在竖直平面内，在轨道最低点放置一根质量为m的铜棒，棒长为L，所在空间有平行于圆轨道平面水平向右的匀强磁场，给铜棒通以从C到D的恒定电流I的同时给铜棒一大小为 $\text{[math]}$ 的水平初速度，已知磁感应强度大小 $\text{[math]}$ （g为重力加速度），以下说法正确的是（　　）

某探究小组设计了两种电磁驱动装置。图1利用直流电源给线框供电，接通电源后正方形导线框 $\text{[math]}$ 在磁极间的辐向磁场中，从静止开始绕中心轴线 $\text{[math]}$ 发生转动。图2为三个线圈连接到三相电源上，电流形成的磁场可等效为角速度 $\text{[math]}$ 的旋转辐向磁场，稳定后解锁正方形导线框 $\text{[math]}$ ，导线框由静止开始转动。图3为不同视角的上述两种驱动装置的截面图，分别为图1的正视图和图2的俯视图。已知导线框 $\text{[math]}$ 的边长为l，电阻为 $\text{[math]}$ 两边的质量均为m，所处位置的磁感应强度大小均为B，磁场方向始终与转动方向垂直，转动中 $\text{[math]}$ 两边受到的阻力均为 $\text{[math]}$ （k为比例系数，v为线速度），其余两边质量和所受阻力不计。电源的电动势为E，内阻不计，

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：

如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向上，半径为R的四分之三圆弧导线 $\text{[math]}$ 绕过圆心O垂直于纸面的转轴顺时针转动一周，导线中通有恒定电流I，下列说法正确的是（　　）

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