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當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年陜西省西安一中高二（下）月考物理試卷（2月份）> 試題詳情

電磁軌道炮利用電流和磁場的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來研制新武器和航天運(yùn)載器。電磁軌道炮模型示意如圖，假設(shè)圖中直流電源電動勢為E=35V，電容器的電容為C=2F。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l=1m,電阻不計。炮彈可視為一質(zhì)量為m=2kg、電阻為R=5Ω的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開關(guān)S接1，使電容器完全充電；然后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出），MN開始向右加速運(yùn)動，經(jīng)過一段時間后回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，之后離開導(dǎo)軌。問：菁優(yōu)網(wǎng)

（1）MN剛開始運(yùn)動時加速度a的大?。?br />（2）MN離開導(dǎo)軌時的最大速度的大?。?br />（3）如已知電容器儲藏的電場能為E=

CU²，那導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動到離開軌道的過程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱的大小。

【考點】電磁感應(yīng)過程中的動力學(xué)類問題；動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：92引用：4難度：0.4

相似題

1．如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd和ef水平放置，在其左端連接傾角為θ=37°的光滑金屬導(dǎo)軌ge、hc,導(dǎo)軌間距均為L=1m,在水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌上，各放一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好．金屬桿a、b質(zhì)量均為M=0.1kg,電阻R_a=2Ω、R_b=3Ω，其余電阻不計．在水平導(dǎo)軌和斜面導(dǎo)軌區(qū)域分別有豎直向上和豎直向下的勻強(qiáng)磁場B₁、B₂，且B₁=B₂=0.5T．已知從t=0時刻起，桿a在外力F₁作用下由靜止開始水平向右運(yùn)動，桿b在水平向右的外力F₂作用下始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，且F₂=0.75+0.2t（N）．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²）
（1）判斷桿a的電流方向并通過計算說明桿a的運(yùn)動情況；
（2）從t=0時刻起，求1s內(nèi)通過桿b的電荷量；
（3）若從t=0時刻起，2s內(nèi)作用在桿a上的外力F₁做功為13.2J，則求這段時間內(nèi)桿b上產(chǎn)生的熱量．
發(fā)布：2024/8/30 4:0:9組卷：128引用：3難度：0.5
解析
2．如圖所示，線框用裸導(dǎo)線組成，cd、ef兩邊豎直放置且相互平行，裸導(dǎo)體ab水平放置并可沿cd、ef無摩擦滑動，在螺線管內(nèi)有圖示方向磁場B₁，若
Δ
B
1
Δ
t
=10T/s增加，而ab所在處為勻強(qiáng)磁場B₂=2T，螺線管匝數(shù)n=4，螺線管橫截面積S=0.1m²．導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=0.02kg,長L=0.1m,整個電路總電阻R=5Ω，試求（g取10m/s²）：
（1）ab下落時的最大加速度。
（2）ab下落時能達(dá)到的最大速度。
發(fā)布：2024/9/27 15:0:1組卷：994引用：2難度：0.5
解析
3．如圖a所示，光滑水平直金屬軌道寬L=0.6m,左端連接定值電阻R，軌道電阻不計。軌道內(nèi)存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一根質(zhì)量m=0.4kg、不計電阻的金屬桿垂直軌道放置，在軌道上以初速度v₀進(jìn)入磁場向右運(yùn)動，通過施加一個水平拉力F使金屬桿做加速度大小a=1m/s²的勻減速運(yùn)動直至速度為零。若以F向右為正，金屬桿在磁場中運(yùn)動的過程中F和金屬桿運(yùn)動速度v的關(guān)系如圖b所示：
（1）求當(dāng)v=1m/s時金屬桿所受安培力F_A的大??；
（2）求定值電阻R的大小；
（3）若金屬桿以v₀=2m/s進(jìn)入磁場，恰好運(yùn)動到磁場右邊界時速度為0，試討論若金屬桿以v₀＜2m/s的不同數(shù)值進(jìn)入磁場，金屬桿從進(jìn)入磁場到速度為零的過程中，拉力F的大小和方向變化情況。
發(fā)布：2024/8/28 5:0:8組卷：28引用：1難度：0.5
解析

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