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當(dāng)前位置： 2023年浙江省寧波市十校高考物理一模試卷（3月）> 試題詳情

如圖甲所示，傾角α=30°粗糙斜面上放置矩形金屬框MM₁NN₁，質(zhì)量M=5kg。其中水平邊MN=M₁N₁=1.0m,阻值均為R=0.2Ω；MM₁=NN₁足夠長，電阻不計?？臻g中存在方向垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1T。一質(zhì)量m=1.0kg、阻值r=0.1Ω、長l=1.0m的光滑導(dǎo)體棒ab放置在金屬框上，并平行MN邊。t=0時刻，在平行斜面的外力F作用下從x=-0.2m位置由靜止開始做簡諧運動，簡諧運動的平衡位置在坐標(biāo)原點O處，導(dǎo)體棒ab的速度隨時間變化的圖像是如圖乙所示的正弦曲線，正弦曲線的周期T=

s。導(dǎo)體棒ab始終以垂直MM₁的方向運動，金屬框始終保持靜止。求：菁優(yōu)網(wǎng)

（1）導(dǎo)體棒ab在0至0.25T內(nèi)通過的電量；
（2）MN邊在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）在0至0.25T內(nèi)外力F的沖量；
（4）已知簡諧運動的回復(fù)力系數(shù)k=100N/m,求矩形金屬框收到的摩擦力與外力F等大同向時導(dǎo)體棒的位置。

【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；簡諧運動的回復(fù)力；電磁感應(yīng)過程中的動力學(xué)類問題；正弦式交變電流的函數(shù)表達式及推導(dǎo)．

【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：246引用：2難度：0.1

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(dǎo)軌（導(dǎo)軌足夠長且電阻忽略不計），導(dǎo)軌MN兩點右側(cè)處在方向垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中。在導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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?。?br />（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(dǎo)軌水平放置，空間存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。質(zhì)量均為m、電阻值均為R的兩導(dǎo)體棒ab和cd靜止置于導(dǎo)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(dǎo)軌足夠長，在它們之后的運動過程中，求：
（1）導(dǎo)體棒ab獲得的最大速度；
（2）導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)軌放置在足夠長的水平光滑U形導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌間距為L=1m,導(dǎo)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??；
（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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