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當前位置： 2023年浙江省杭州市高考物理一模試卷> 試題詳情

如圖甲所示，在傾角為θ=30°的光滑斜面上，有一質(zhì)量為m=1kg矩形金屬導體框ACDE，其中AC、DE長為L=2m,電阻均為R=0.5Ω；AE、CD足夠長且電阻不計，AC與斜面底邊平行。另外有一導體棒MN質(zhì)量為

，長為L=2m,電阻也為R=0.5Ω，平行于AC放置在導體框上，其上方有兩個垂直斜面的立柱阻擋，導體棒MN與導體框間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，在MN下方存在垂直斜面向上、磁感應強度B=1T的勻強磁場，MN上方（含MN處）存在沿斜面向上、大小也為B=1T的勻強磁場。t=0時刻在DE邊給導體框施加一個沿斜面向上的拉力F，導體框在向上運動過程中，測得導體棒MN兩端電壓隨時間變化關(guān)系如圖乙所示，經(jīng)過2s后撤去拉力，此過程中拉力做功W=294.6J。導體棒MN始終與導體框垂直且緊靠立柱。求：
（1）前2s內(nèi)金屬導體框的加速度大??；
（2）前2s內(nèi)拉力F與時間t的變化關(guān)系；
（3）在拉力作用這段時間內(nèi)，棒MN產(chǎn)生的焦耳熱。
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【考點】電磁感應過程中的能量類問題；電磁感應過程中的動力學類問題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式；導體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢．

【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：249引用：2難度：0.2

相似題

1．如圖所示，在水平面內(nèi)固定著間距為L的兩根光滑平行金屬導軌（導軌足夠長且電阻忽略不計），導軌MN兩點右側(cè)處在方向垂直導軌平面向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場中。在導軌的左端接入電動勢為E、內(nèi)阻不計的電源和電容為C的電容器。先將金屬棒a靜置在導軌上，閉合開關(guān)S₁、S₃，讓a運動速度達到v₀時斷開S₁，同時將金屬棒b靜置在導軌上，經(jīng)過一段時間后，流經(jīng)a的電流為零。已知a、b的長度均為L，電阻均為R，質(zhì)量均為m,在運動過程與導軌垂直并保持良好接觸。
（1）求開關(guān)S₁、S₃閉合，a運動速度剛為v₀時a的加速度大??；
（2）求b產(chǎn)生的焦耳熱Q_b；
（3）若將棒a、b均靜置在水平軌道上，閉合開關(guān)S₁、S₂，稍后再斷開S₁同時閉合S₃，求兩棒最終速度的大小。
發(fā)布：2024/9/15 10:0:8組卷：82引用：2難度：0.5
解析
2．如圖所示，寬為L的兩固定光滑金屬導軌水平放置，空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應強度大小為B。質(zhì)量均為m、電阻值均為R的兩導體棒ab和cd靜止置于導軌上，它們之間的距離也為L，現(xiàn)給cd一向右的初速度v₀，金屬導軌足夠長，在它們之后的運動過程中，求：
（1）導體棒ab獲得的最大速度；
（2）導體棒ab達到最大速度的過程中，此棒產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）最終導體棒ab和cd之間的距離。
發(fā)布：2024/9/15 2:0:9組卷：11引用：2難度：0.5
解析
3．如圖，空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B=1T。在勻強磁場區(qū)域內(nèi)，將質(zhì)量為m=4kg、長為L=1m、電阻為2Ω的金屬棒ab垂直導軌放置在足夠長的水平光滑U形導軌上，且與導軌接觸良好，導軌間距為L=1m,導軌電阻忽略不計。金屬棒在垂直于棒的水平拉力F的作用下，由靜止開始（t=0時）做勻加速直線運動，2s時運動的位移為8m。2s后保持拉力的功率不變，直到棒ab以最大速度做勻速直線運動再撤去拉力F。求：
（1）2s時F的大?。?br />（2）棒ab的最大速度v_max；
（3）撤去拉力后，棒ab產(chǎn)生的熱量Q及運動的距離x。
發(fā)布：2024/9/19 11:0:13組卷：15引用：1難度：0.4
解析

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