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2023-2024學(xué)年浙江省金華市十校高三(上)模擬物理試卷
>
試題詳情
如圖所示,電阻為2R、半徑為r、匝數(shù)為n的圓形導(dǎo)體線圈兩端與導(dǎo)軌AD、MN相連。與導(dǎo)體線圈共圓心的圓形區(qū)域內(nèi)有豎直向下的磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(2)所示,圖(2)中的B
0
和t
0
均已知。PT、DE、NG是橫截面積和材料完全相同的三根粗細(xì)均勻的金屬棒。金屬棒PT的長度為3L、電阻為3R、質(zhì)量為m。導(dǎo)軌AD與MN平行且間距為L,導(dǎo)軌EF與GH平行且間距為3L,DE和NG的長度相同且與AD、MN的夾角均為30°。區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅱ是兩個(gè)相鄰的、長和寬均分別相同的空間區(qū)域,其長度均為d。區(qū)域Ⅰ中存在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B
0
的勻強(qiáng)磁場。0~2t
0
時(shí)間內(nèi),使棒PT在區(qū)域Ⅰ中某位置保持靜止,且其兩端分別與導(dǎo)軌EF與GH對(duì)齊。除導(dǎo)體線圈、金屬棒PT、DE、NG外,其余導(dǎo)體電阻均不計(jì),所有導(dǎo)體間接觸均良好且均處于同一水平面內(nèi),不計(jì)一切摩擦,不考慮回路中的自感。
(1)求在0~2t
0
時(shí)間內(nèi),使棒PT保持靜止的水平外力F的大?。?br />(2)在2t
0
以后的某時(shí)刻,若區(qū)域Ⅰ內(nèi)的磁場在外力作用下從區(qū)域Ⅰ以v
0
的速度勻速運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ時(shí),導(dǎo)體棒PT速度恰好達(dá)到v
0
且恰好進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ,該過程棒PT產(chǎn)生的焦耳熱為Q,求金屬棒PT與區(qū)域Ⅰ右邊界的初始距離x
0
和該過程維持磁場勻速運(yùn)動(dòng)的外力做的功W;
(3)若磁場運(yùn)動(dòng)到區(qū)域Ⅱ時(shí)立刻停下,求導(dǎo)體棒PT運(yùn)動(dòng)到EG時(shí)的速度v。
【考點(diǎn)】
導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢
;
閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式
;
法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容和表達(dá)式
;
電磁感應(yīng)過程中的能量類問題
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:137
引用:2
難度:0.3
相似題
1.
如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上,存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場,方向一個(gè)垂斜面向上,另一個(gè)垂直斜面向下,寬度均為L,一個(gè)質(zhì)量為m、電阻為R、邊長為L的正方形金屬線框以速度v剛進(jìn)入上邊磁場時(shí),恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)ab到達(dá)gg′與ff′中點(diǎn)時(shí)又恰勻速,已知重力加速度為g,則( ?。?/h2>
A.當(dāng)ab邊剛越過ff′時(shí)線框的加速度大小為2gsinθ,方向沿斜面向上
B.當(dāng)ab邊剛越過ff′時(shí)線框的加速度大小為3gsinθ,方向沿斜面向下
C.線框從開始進(jìn)入磁場到ab邊到達(dá)gg'與ff′中點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱量為
3
2
mgLsinθ+
15
32
mv
2
D.從ab越過ff′邊界到線框再做勻速直線運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間t=
1
mgsinθ
(
2
B
2
L
3
R
-
3
4
mv)
發(fā)布:2024/11/6 15:0:1
組卷:516
引用:4
難度:0.4
解析
2.
我國成功建造了世界首個(gè)將電磁推動(dòng)和磁懸浮兩者結(jié)合的高速實(shí)驗(yàn)設(shè)施—“電磁撬”,它能夠?qū)嵓?jí)或以上的物體加速到1030km/h。如圖,兩根金屬導(dǎo)軌ab和a
1
b
1
,固定在同一水平面內(nèi)且相互平行,足夠大的電磁鐵(未畫出)的N極位于兩導(dǎo)軌的正上方,S極位于兩導(dǎo)軌的正下方,一金屬棒置于導(dǎo)軌上且與兩導(dǎo)軌垂直。不計(jì)金屬導(dǎo)軌的電阻和摩擦?,F(xiàn)保持其它量不變,僅做以下改變,接通電源后,導(dǎo)體棒在軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度將增大的是( ?。?/h2>
A.將電磁鐵磁性增強(qiáng)
B.滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)
C.換一根材料、橫截面積均相同但較短點(diǎn)的導(dǎo)體棒
D.換一根材料、長度均相同但橫截面積較大的導(dǎo)體棒
發(fā)布:2024/11/4 18:0:2
組卷:44
引用:2
難度:0.5
解析
3.
如圖所示,傾角為α=30°的粗糙導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上,導(dǎo)軌間距L=1m,上端所接電阻R=2Ω。一金屬棒在沿導(dǎo)軌向下的拉力F作用下由靜上升開始運(yùn)動(dòng),已知金屬棒的質(zhì)量為1kg、阻值為2Ω,其速度大小隨位移的變化規(guī)律為v=2x,金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=
3
2
,導(dǎo)軌電阻不計(jì),重力加速度g取10m/s
2
。則金屬棒從開始運(yùn)動(dòng)到速度大小為2m/s的過程中( ?。?。
A.通過電阻R的電荷量q=0.5C
B.金屬棒的速度大小為2m/s時(shí),安培力瞬時(shí)功率的大小為2W
C.系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱Q=1J
D.拉力F做的功W=5.5J
發(fā)布:2024/11/4 16:30:9
組卷:53
引用:1
難度:0.5
解析
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