當(dāng)前位置： 2022年遼寧省大連市育明高級中學(xué)高考物理模擬試卷> 試題詳情

如圖所示，有一足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌折成傾斜和水平兩部分，傾斜部分導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ=30°，水平和傾斜部分均處在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，水平部分磁場方向豎直向下，傾斜部分磁場方向垂直斜面向下（圖中未畫出）兩個磁場區(qū)域互不疊加。將兩根金屬棒a、b垂直放置在導(dǎo)軌上，并將b用輕繩通過定滑輪和小物塊C連接。已知導(dǎo)軌間的距離均為L=1m,金屬棒的電阻均為R=1Ω，質(zhì)量均為m=0.2kg,小物塊C的質(zhì)量也為m=0.2kg,一切摩擦和其它電阻都不計，運動過程中棒與導(dǎo)軌保持接觸良好，且b始終不會碰到滑輪，重力加速度大小為g=10m/s²。求：
（1）鎖定a,釋放b,求b的最終速度v_m的大小；
（2）在a上施加一沿斜面向上的恒力F=3N，同時將a、b由靜止釋放，求達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時a、b速度的大?。?br />（3）若在（2）中小物塊C下落h=2m時恰好達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，求此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱。（提示：（2）、（3）問結(jié)果用分?jǐn)?shù)表示）

【考點】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/7/2 8:0:9組卷：15引用：1難度：0.2

相似題

1．如圖甲所示，超級高鐵是一種以“真空管道運輸”為理論核心設(shè)計的交通工具，它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點。如圖乙所示，已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ兩導(dǎo)軌的間距為
3
r,運輸車的質(zhì)量為m,橫截面是半徑為r的圓。運輸車上固定著與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體1和2，間距為D．每根導(dǎo)體棒的電阻為R，每段長度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R，其他電阻忽略不計，重力加速度為g

（1）如圖丙所示，當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角時，運輸車恰好能無動力地勻速下滑，求運輸車與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ
（2）在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實驗，不考慮摩擦及空氣阻力。
①當(dāng)運輸車由靜止離站時，在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動勢為E的直流電源，此時導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，如圖丁。求剛接通電源時運輸車的加速度的大小；（電源內(nèi)阻不計，不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象）
②當(dāng)運輸車進(jìn)站時，管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為D的勻強(qiáng)磁場，且相鄰的勻強(qiáng)磁場的方向相反。求運輸車以速度v₀從如圖戊通過距離D后的速度v。
發(fā)布：2024/11/11 5:30:2組卷：433引用：6難度：0.3
解析

2．我國完全自主設(shè)計建造的首艘電磁彈射型航空母艦“福建艦”采用平直通長飛行甲板，滿載排水量8萬余噸。電磁彈射器的主要部件是一套直線感應(yīng)電動機(jī)，利用強(qiáng)大電流通過線圈產(chǎn)生的磁場推動飛機(jī)托架高速前進(jìn)，帶動飛機(jī)起飛，原理簡圖如圖所示。電動機(jī)初級線圈固定在甲板下方，彈射時，旋轉(zhuǎn)電刷極短時間內(nèi)從觸點1高速旋轉(zhuǎn)到觸點14，依次在線圈A、B、C、D、E、???、M、N中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，在磁場從線圈A高速變化到線圖N的過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的次級線圈（飛機(jī)托架）中就會產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流，飛機(jī)托架會在安培力的推動下帶動飛機(jī)高速前進(jìn)。已知整個加速系統(tǒng)長約90余米，彈射時在2.5s內(nèi)可以將質(zhì)量為30t的飛機(jī)由靜止加速到260km/h的離艦速度。若彈射過程安培力恒定，不計阻力，飛機(jī)托架的質(zhì)量可忽略，線圈電阻不計，重力加速度為g,下列說法正確的是（　?。?br />

A．彈射過程中，飛機(jī)運動的速度總是小于磁場變化的速度

B．彈射該架飛機(jī)，安培力做的功約為1.01×10⁹J

C．彈射過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的最大輸出功率約為2.6×10⁷W

D．彈射過程中，飛機(jī)沿水平方向運動，質(zhì)量為m的飛行員需要承受座艙的水平作用力的大小約為3mg

發(fā)布：2024/11/11 17:30:1組卷：38引用：3難度：0.6

解析

3．兩平行、光滑的直導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，兩根長度、材料均相同的均質(zhì)金屬棒P、Q垂直地放在導(dǎo)軌上，一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過如圖所示的輕質(zhì)定滑輪，一端懸吊一重物，另一端連接金屬棒Q，定滑輪右側(cè)的細(xì)繩和導(dǎo)軌平行，將兩金屬棒同時由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后，金屬棒P的速度始終為v。已知金屬棒Q的質(zhì)量為2m,金屬棒P和重物的質(zhì)量均為m,兩金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，閉合回路中除兩金屬棒以外的電阻均不計，重力加速度大小為g,下列說法正確的是（　?。?/h2>
A．金屬棒Q的最大速度為
v
3
B．金屬棒Q的最大加速度為
g
3
C．金屬棒P、Q的加速距離之比等于3：1
D．金屬棒Q上產(chǎn)生的焦耳熱的最大功率為
4
mgv
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發(fā)布：2024/11/12 20:0:1組卷：102引用：4難度：0.5
解析

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