當(dāng)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(dǎo)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(jì)，AC與斜面底邊平行。另外有一導(dǎo)體棒MN質(zhì)量為
M
=
10
3
15
kg
，長為L=2m,電阻也為R=0.5Ω，平行于AC放置在導(dǎo)體框上，其上方有兩個(gè)垂直斜面的立柱阻擋，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)體框間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，在MN下方存在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場，MN上方（含MN處）存在沿斜面向上、大小也為B=1T的勻強(qiáng)磁場。t=0時(shí)刻在DE邊給導(dǎo)體框施加一個(gè)沿斜面向上的拉力F，導(dǎo)體框在向上運(yùn)動(dòng)過程中，測(cè)得導(dǎo)體棒MN兩端電壓隨時(shí)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(dǎo)體棒MN始終與導(dǎo)體框垂直且緊靠立柱。求：
（1）前2s內(nèi)金屬導(dǎo)體框的加速度大小；
（2）前2s內(nèi)拉力F與時(shí)間t的變化關(guān)系；
（3）在拉力作用這段時(shí)間內(nèi)，棒MN產(chǎn)生的焦耳熱。

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式；電磁感應(yīng)過程中的動(dòng)力學(xué)類問題；導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．

【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：251引用：2難度：0.2

相似題

1．如圖所示，水平的平行虛線間距為d,中間有沿水平方向的勻強(qiáng)磁場。一個(gè)阻值為R的正方形金屬線圈邊長l＜d,線圈質(zhì)量為m,線圈在磁場上方某一高度處由靜止釋放，保持線圈平面與磁場方向垂直，其下邊緣剛進(jìn)入磁場和剛穿出磁場時(shí)的速度相等，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,則（　?。?

A．線圈進(jìn)，出磁場過程中感應(yīng)電流均沿逆時(shí)針方向

B．線圈下邊緣剛進(jìn)入磁場時(shí)的加速度最小

C．線圈在進(jìn)入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱之和為mg（d+l）

D．線圈在進(jìn)入磁場和穿出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱之和為2mgd

發(fā)布：2024/10/18 0:0:1組卷：189引用：3難度：0.5

解析

2．如圖所示，足夠長的傾角θ=37°平行金屬導(dǎo)軌間距L=1m,在水平虛線的上方導(dǎo)軌光滑，且有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場B₁，水平虛線下方導(dǎo)軌粗糙，且有平行于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場B₂，且B₁=B₂=1T。質(zhì)量均為m=0.1kg,電阻均為R=1Ω的導(dǎo)體棒ab、cd垂直放置在導(dǎo)軌上，開始時(shí)給兩導(dǎo)體棒施加約束力使它們靜止在斜面上，現(xiàn)給ab棒施加沿斜面向上的拉力F，同時(shí)撤去對(duì)兩導(dǎo)體棒的約束力，使ab沿斜面向上以a=1m/s²的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，cd棒沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好。已知導(dǎo)軌和cd棒之間的摩擦因數(shù)為0.5，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，g=10m/s²，sin37°=0.6；cos37°=0.8，求：?
（1）當(dāng)cd棒向下運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大時(shí)，ab棒此時(shí)受到的拉力大小和速度大小；
（2）當(dāng)回路中的瞬時(shí)電功率為2W時(shí)，在此過程中，通過ab棒橫截面的電量；
（3）已知當(dāng)cd棒速度最大時(shí)，拉力F做功0.3J，求ab棒上產(chǎn)生的焦耳熱。
發(fā)布：2024/10/18 0:0:1組卷：94引用：3難度：0.3
解析
3．如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌M₁N₁和M₂N₂與水平面的夾角為37°，兩導(dǎo)軌間距為L，放置于水平面內(nèi)的n匝圓形金屬線圈半徑為d；導(dǎo)軌M₁端和M₂端用導(dǎo)線與圓形線圈相連；質(zhì)量為m的金屬棒CD跨接在兩平行導(dǎo)軌上并與兩導(dǎo)軌垂直。兩平行導(dǎo)軌間CD所在區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B₀，圓形線圈所在位置有豎直向上的磁場，該磁場隨時(shí)間按，B=kt的規(guī)律均勻變化，使CD棒始終保持靜止。若金屬棒CD電阻為R，金屬圓形線圈電阻為r,其余電阻不計(jì)，取sin37°=0.6，重力加速度為g。求：
（1）CD中電流的大小和方向；
（2）CD棒的質(zhì)量。
發(fā)布：2024/10/17 0:0:1組卷：21引用：1難度：0.5
解析

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