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2023年浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)高考物理模擬試卷(選考)
>
試題詳情
如圖甲所示,水平固定一半徑為r的金屬圓環(huán),一長為r、電阻為R
0
的金屬桿a沿半徑放置,其中一端與圓環(huán)接觸良好,另一端固定在過圓心的導(dǎo)電豎直轉(zhuǎn)軸OO′上,可隨軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),圓環(huán)內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
1
的勻強(qiáng)磁場。圓環(huán)邊緣、轉(zhuǎn)軸通過接觸良好的電刷分別與間距L的水平放置的足夠長粗糙金屬軌道MP、NQ相連,兩者間接有理想的電壓表,同樣足夠長的光滑絕緣軌道PM′、QN′與金屬軌道平滑連接,PM′、QN′的間距也為L。金屬軌道PM、QN處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
2
的勻強(qiáng)磁場中,金屬桿b垂直軌道放置,其長為L、質(zhì)量為m、電阻為R
1
,與金屬軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。絕緣軌道PM′與QN′上放置邊長為L,質(zhì)量為M、電阻為R
2
的“
”形金屬框EFGH,以FG為原點(diǎn)向右存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B
3
的磁場,B
3
=0.4x+0.4(x≥0)。已知r=1m,R
0
=1Ω,μ=0.2,L=1m,m=1kg,R
1
=R
2
=2Ω,M=3kg,B
1
=B
2
=1T、方向均豎直向下,不考慮框架中的電流產(chǎn)生的磁場影響,除已給電阻其它電阻不計(jì),最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小相等,金屬桿b與“
”形金屬框發(fā)生碰撞時(shí)會(huì)形成一閉合的正方形方框。求:
(1)加速轉(zhuǎn)動(dòng)a桿,金屬桿b恰好向右運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)U
1
;
(2)若勻速轉(zhuǎn)動(dòng)a桿,且角速度為ω=20rad/s時(shí),b桿到達(dá)PQ的速度大小v;
(3)若固定a桿,對(duì)b桿施加向右的外力,理想電壓表如圖乙規(guī)律變化。0~t
1
時(shí)間內(nèi)為正弦曲線,b桿剛好向前位移為
6
π
m
,若U
0
=1V,求0~t
1
過程外力的沖量I;
(4)若b桿以v
0
=4m/s的初速度撞擊“
”形金屬框,且碰撞后正方形方框在外力作用下進(jìn)入磁場B
3
中電流不變,求進(jìn)入過程中外力做功的平均功率
P
。
【考點(diǎn)】
電磁感應(yīng)過程中的能量類問題
;
導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
;
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
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:92
引用:2
難度:0.2
相似題
1.
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B
1
,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B
2
,且B
1
=B
2
=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/s
2
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/s
2
,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
2.
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
3.
如圖所示,平行光滑金屬導(dǎo)軌M
1
N
1
和M
2
N
2
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M
1
端和M
2
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B
0
,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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