當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年遼寧省錦州市高三（上）期末物理試卷> 試題詳情

如圖所示，傾角為θ=37°的足夠長(zhǎng)平行導(dǎo)軌頂端bc間、底端ad間分別連一電阻，其阻值為R₁=R₂=2r,兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)=1m.在導(dǎo)軌與兩個(gè)電阻構(gòu)成的回路中有垂直于軌道平面向下的磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為B₁=1T．在導(dǎo)軌上橫放一質(zhì)量m=1kg、電阻為r=1Ω、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒ef,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終良好接觸，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5．在平行導(dǎo)軌的頂端通過(guò)導(dǎo)線連接一面積為S=0.5m²、總電阻為r、匝數(shù)N=100的線圈（線圈中軸線沿豎直方向），在線圈內(nèi)加上沿豎直方向，且均勻變化的磁場(chǎng)B₂（圖中未畫），連接線圈電路上的開(kāi)關(guān)K處于斷開(kāi)狀態(tài)，g=10m/s²，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．
求：
（1）從靜止釋放導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒能達(dá)到的最大速度是多少？
（2）導(dǎo)體棒從靜止釋放到穩(wěn)定運(yùn)行之后的一段時(shí)間內(nèi)，電阻R₁上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.5J，那么導(dǎo)體下滑的距離是多少？
（3）現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)K，為使導(dǎo)體棒靜止于傾斜導(dǎo)軌上，那么在線圈中所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向及變化率
Δ
B
2
Δ
t
大小的取值范圍？

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類問(wèn)題；電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題．

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：351引用：11難度：0.5

相似題

1．如圖，半徑為R，粗細(xì)均勻的單匝圓形金屬線圈內(nèi)有一半徑為r的圓形區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系為B=B₀+kt,B₀、k為常量。圖中金屬線圈上a、b兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差為（　　）
A．
1
4
πk
r
2
B．
1
4
πk
R
2
C．
3
4
π
B
0
r
2
D．0
發(fā)布：2024/11/2 13:30:2組卷：117引用：2難度：0.6
解析

2．如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行光滑固定導(dǎo)軌，傾角為θ，導(dǎo)體棒ab、cd用絕緣細(xì)線栓連，處于水平狀態(tài)，在平行于斜面向上的恒力F作用下靜止于軌道，一范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于軌道斜面（未畫出）。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，軌道寬度為l,導(dǎo)體棒ab、cd接入電路的電阻分別為R和2R。剪斷細(xì)線，經(jīng)t時(shí)間ab達(dá)到最大速度。已知導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為2m,導(dǎo)體棒cd質(zhì)量為m。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A．在任意時(shí)刻，ab與cd速度大小之比為1：1

B．a(chǎn)b的最大速度為

sinθ

C．在0到t時(shí)間內(nèi)，流過(guò)ab的電荷量為

（

）

sinθ

D．在0到t時(shí)間內(nèi)，ab上滑的距離為

tsinθ

發(fā)布：2024/11/3 1:0:1組卷：372引用：2難度：0.6

解析

3．如圖甲所示，兩根光滑的金屬導(dǎo)軌MN、PQ彼此平行，相距L=0.5m,與水平面成θ=37°角放置，在導(dǎo)軌的上部接有一滑動(dòng)變阻器，其最大阻值R=10Ω．一根質(zhì)量為m=50g、電阻r=2Ω的直導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌垂直放置且與導(dǎo)軌接觸良好．在圖示的矩形虛線區(qū)域內(nèi)存在著垂直導(dǎo)軌平面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)始終以速度v₀在矩形虛線區(qū)域內(nèi)沿著導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)．當(dāng)滑片滑至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)體棒恰能在導(dǎo)軌上靜止不動(dòng)．金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中總能保證金屬棒處于磁場(chǎng)中．設(shè)軌道足夠長(zhǎng)，重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．

（1）求磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的速度v₀是多大？
（2）現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值迅速變?yōu)?Ω，求導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小及該過(guò)程中安培力的最大功率．
（3）若將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至某處后導(dǎo)體棒穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度用符號(hào)v表示，此時(shí)對(duì)應(yīng)電路的總電阻用符號(hào)R_總表示，請(qǐng)推導(dǎo)速度v隨總電阻R_總變化的關(guān)系式，并在圖乙中準(zhǔn)確地畫出此情況下的v-R_總圖象．
發(fā)布：2024/11/3 8:0:2組卷：211引用：2難度：0.1
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