當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年陜西省西安一中高二（下）月考物理試卷（2月份）> 試題詳情

電磁軌道炮利用電流和磁場(chǎng)的作用使炮彈獲得超高速度，其原理可用來(lái)研制新武器和航天運(yùn)載器。電磁軌道炮模型示意如圖，假設(shè)圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)為E=35V，電容器的電容為C=2F。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為l=1m,電阻不計(jì)。炮彈可視為一質(zhì)量為m=2kg、電阻為R=5Ω的金屬棒MN，垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸。首先開(kāi)關(guān)S接1，使電容器完全充電；然后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出），MN開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，之后離開(kāi)導(dǎo)軌。問(wèn)：
（1）MN剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a的大??；
（2）MN離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)的最大速度的大小；
（3）如已知電容器儲(chǔ)藏的電場(chǎng)能為E=
1
2
CU²，那導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到離開(kāi)軌道的過(guò)程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱的大小。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；動(dòng)量定理的內(nèi)容和應(yīng)用．

【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：92引用：4難度：0.4

相似題

1．如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd和ef水平放置，在其左端連接傾角為θ=37°的光滑金屬導(dǎo)軌ge、hc,導(dǎo)軌間距均為L(zhǎng)=1m,在水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌上，各放一根與導(dǎo)軌垂直的金屬桿，金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好．金屬桿a、b質(zhì)量均為M=0.1kg,電阻R_a=2Ω、R_b=3Ω，其余電阻不計(jì)．在水平導(dǎo)軌和斜面導(dǎo)軌區(qū)域分別有豎直向上和豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₁、B₂，且B₁=B₂=0.5T．已知從t=0時(shí)刻起，桿a在外力F₁作用下由靜止開(kāi)始水平向右運(yùn)動(dòng)，桿b在水平向右的外力F₂作用下始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，且F₂=0.75+0.2t（N）．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²）
（1）判斷桿a的電流方向并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明桿a的運(yùn)動(dòng)情況；
（2）從t=0時(shí)刻起，求1s內(nèi)通過(guò)桿b的電荷量；
（3）若從t=0時(shí)刻起，2s內(nèi)作用在桿a上的外力F₁做功為13.2J，則求這段時(shí)間內(nèi)桿b上產(chǎn)生的熱量．
發(fā)布：2024/8/30 4:0:9組卷：129引用：3難度：0.5
解析
2．如圖所示，線框用裸導(dǎo)線組成，cd、ef兩邊豎直放置且相互平行，裸導(dǎo)體ab水平放置并可沿cd、ef無(wú)摩擦滑動(dòng)，在螺線管內(nèi)有圖示方向磁場(chǎng)B₁，若
Δ
B
1
Δ
t
=10T/s增加，而ab所在處為勻強(qiáng)磁場(chǎng)B₂=2T，螺線管匝數(shù)n=4，螺線管橫截面積S=0.1m²．導(dǎo)體棒ab質(zhì)量m=0.02kg,長(zhǎng)L=0.1m,整個(gè)電路總電阻R=5Ω，試求（g取10m/s²）：
（1）ab下落時(shí)的最大加速度。
（2）ab下落時(shí)能達(dá)到的最大速度。
發(fā)布：2024/9/27 15:0:1組卷：994引用：2難度：0.5
解析

3．如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，其間距為L(zhǎng)=1m,左端通過(guò)導(dǎo)線連接一個(gè)R=1.5Ω的定值電阻。整個(gè)導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下。質(zhì)量m=0.2kg、長(zhǎng)度L=1m、電阻r=0.5Ω的均質(zhì)金屬桿垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好，在桿的中點(diǎn)施加一個(gè)垂直于金屬桿的水平拉力F，使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。金屬桿運(yùn)動(dòng)后，拉力F的功率P=8W保持不變，當(dāng)金屬桿的速度穩(wěn)定后，撤去拉力F。下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

A．撤去拉力F前，金屬桿穩(wěn)定時(shí)的速度為16m/s

B．從撤去拉力F到金屬桿停下的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)金屬桿的電荷量為0.8C

C．從撤去拉力F到金屬桿停下的整個(gè)過(guò)程，金屬桿前進(jìn)的距離為1.6m

D．從撤去拉力F到金屬桿停下的整個(gè)過(guò)程，金屬桿上產(chǎn)生的熱量為1.6J

發(fā)布：2024/10/26 9:0:1組卷：47引用：2難度：0.5

解析

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