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當前位置： 2022年天津市西青區(qū)楊柳青一中高考物理最后一卷> 試題詳情

如圖所示，兩根足夠長平行金屬導軌MN、PQ固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻，下端開口，軌道間距L=1m。整個裝置處于磁感應強度B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上。質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導軌上，ab在導軌之間的電阻r=1Ω，電路中其余電阻不計。金屬棒ab由靜止釋放后沿導軌運動時始終垂直于導軌，且與導軌接觸良好。不計空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導軌間動摩擦因數(shù)μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s²。
（1）求金屬棒ab沿導軌向下運動的最大速度v_m；
（2）求金屬棒ab沿導軌向下運動過程中，電阻R上的最大電功率P_R；
（3）若從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J，求流過電阻R的總電荷量q。

【考點】電磁感應過程中的電路類問題；信息的傳遞（初中）；用焦耳定律計算電熱；用能量守恒定律解決實際問題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；電功和電功率的計算．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：1143引用：28難度：0.1

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1．如圖甲所示，兩足夠長的光滑平行導軌固定在水平面內(nèi)，處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，導軌間距為L，一端連接阻值為R的電阻。一金屬棒垂直導軌放置，質(zhì)量為m,接入電路的電阻為r。在金屬棒中點對棒施加一個水平向右、平行于導軌的拉力，棒與導軌始終接觸良好，導軌電阻不計，金屬棒在水平拉力作用下，速度v隨時間t按余弦規(guī)律變化，如圖乙所示，取水平向右為正方向，重力加速度為g。在t=0到
t
=
T
4
的過程中，求：
（1）拉力做的功；
（2）拉力沖量的大小。
發(fā)布：2024/8/16 7:0:3組卷：20引用：2難度：0.5
解析
2．如圖所示，固定在水平面上的半徑為r的金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。長為l的水平金屬棒，一端固定在豎直導電轉(zhuǎn)軸OO'上，隨軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時棒與圓環(huán)接觸良好，在圓環(huán)的A點和電刷間接有阻值為R的電阻和電容為C、板間距為d的平行板電容器，有一帶電微粒在電容器極板間處于靜止狀態(tài)。已知重力加速度為g,不計其他電阻和摩擦，下列說法正確的是（　?。?/div>
A．棒產(chǎn)生的電動勢為
1
2
B
ω
l
2
B．微粒的電荷量與質(zhì)量之比為
gd
B
ω
r
2
C．電阻消耗的電功率為
（
B
ω
r
2
）
2
4
R
D．電容器所帶的電荷量為BCωr²
發(fā)布：2024/8/4 8:0:9組卷：160引用：3難度：0.5
解析
3．如圖所示，傾角θ=30°的兩平行光滑導軌間距L=1.0m,兩導軌間有一電阻R=8.0Ω，軌道處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中?，F(xiàn)有質(zhì)量m=0.5kg電阻r=2.0Ω的金屬棒ad垂直放置在導軌上，當金屬棒從離地h≥3.0m的不同高度處由靜止釋放時金屬棒滑到導軌底端時的速度均為2m/s。若導軌電阻不計，金屬棒運動中與導軌接觸良好，取重力加速度g=10m/s²
（1）求勻強磁場的磁感應強度；
（2）若金屬棒在導軌上距地面高于3.0m的某處由靜止釋放，下滑到底端的過程中，電路中產(chǎn)生的總焦耳熱為24J，求此過程中流過電阻R的電荷量。
發(fā)布：2024/8/27 3:0:8組卷：201引用：2難度：0.4
解析

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