當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年江蘇省南京市、鎮(zhèn)江市部分名校高二（下）第三次月考物理試卷> 試題詳情

如圖甲所示，光滑平行水平金屬導(dǎo)軌MN，PQ相距l(xiāng),在M點(diǎn)和P點(diǎn)連接一個(gè)阻值為R的電阻，一個(gè)質(zhì)量為m,電阻為r,長度剛好也是l的導(dǎo)體棒A、B放置的導(dǎo)軌的a、b兩點(diǎn)間，在a點(diǎn)右側(cè)導(dǎo)軌間加一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直導(dǎo)軌所在平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其寬度為d₀，磁場的左邊界到ab的距離為d,現(xiàn)用一個(gè)水平向右的拉力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒，使它從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，已知導(dǎo)體棒在離開磁場前已經(jīng)勻速運(yùn)動(dòng)，與導(dǎo)軌也一直保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，水平力F-x的變化如圖乙所示，F(xiàn)₀已知，求：
（1）導(dǎo)體棒AB剛進(jìn)入磁場時(shí)兩端的電勢差U_AB
（2）導(dǎo)體棒AB在通過磁場過程中所產(chǎn)生的焦耳熱
（3）若使導(dǎo)體棒AB一直保持勻變速直線運(yùn)動(dòng)，AB進(jìn)入磁場前拉力大小仍為F₀，進(jìn)入磁場后拉力將不再是3F₀，試推導(dǎo)F與x需要滿足的關(guān)系式

【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)過程中的能量類問題；電磁感應(yīng)過程中的電路類問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：60引用：1難度：0.5

相似題

1．如圖甲所示，超級高鐵是一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心設(shè)計(jì)的交通工具，它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點(diǎn)。如圖乙所示，已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ兩導(dǎo)軌的間距為
3
r,運(yùn)輸車的質(zhì)量為m,橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體1和2，間距為D．每根導(dǎo)體棒的電阻為R，每段長度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R，其他電阻忽略不計(jì)，重力加速度為g

（1）如圖丙所示，當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°角時(shí)，運(yùn)輸車恰好能無動(dòng)力地勻速下滑，求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
（2）在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不考慮摩擦及空氣阻力。
①當(dāng)運(yùn)輸車由靜止離站時(shí)，在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動(dòng)勢為E的直流電源，此時(shí)導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，如圖丁。求剛接通電源時(shí)運(yùn)輸車的加速度的大??；（電源內(nèi)阻不計(jì)，不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象）
②當(dāng)運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí)，管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為D的勻強(qiáng)磁場，且相鄰的勻強(qiáng)磁場的方向相反。求運(yùn)輸車以速度v₀從如圖戊通過距離D后的速度v。
發(fā)布：2024/11/11 5:30:2組卷：433引用：6難度：0.3
解析

2．我國完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘電磁彈射型航空母艦“福建艦”采用平直通長飛行甲板，滿載排水量8萬余噸。電磁彈射器的主要部件是一套直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，利用強(qiáng)大電流通過線圈產(chǎn)生的磁場推動(dòng)飛機(jī)托架高速前進(jìn)，帶動(dòng)飛機(jī)起飛，原理簡圖如圖所示。電動(dòng)機(jī)初級線圈固定在甲板下方，彈射時(shí)，旋轉(zhuǎn)電刷極短時(shí)間內(nèi)從觸點(diǎn)1高速旋轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)14，依次在線圈A、B、C、D、E、???、M、N中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，在磁場從線圈A高速變化到線圖N的過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的次級線圈（飛機(jī)托架）中就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的感應(yīng)電流，飛機(jī)托架會(huì)在安培力的推動(dòng)下帶動(dòng)飛機(jī)高速前進(jìn)。已知整個(gè)加速系統(tǒng)長約90余米，彈射時(shí)在2.5s內(nèi)可以將質(zhì)量為30t的飛機(jī)由靜止加速到260km/h的離艦速度。若彈射過程安培力恒定，不計(jì)阻力，飛機(jī)托架的質(zhì)量可忽略，線圈電阻不計(jì)，重力加速度為g,下列說法正確的是（　　）

A．彈射過程中，飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的速度總是小于磁場變化的速度

B．彈射該架飛機(jī)，安培力做的功約為1.01×10⁹J

C．彈射過程中，直線感應(yīng)電機(jī)的最大輸出功率約為2.6×10⁷W

D．彈射過程中，飛機(jī)沿水平方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量為m的飛行員需要承受座艙的水平作用力的大小約為3mg

發(fā)布：2024/11/11 17:30:1組卷：38引用：3難度：0.6

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3．兩平行、光滑的直導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中，兩根長度、材料均相同的均質(zhì)金屬棒P、Q垂直地放在導(dǎo)軌上，一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過如圖所示的輕質(zhì)定滑輪，一端懸吊一重物，另一端連接金屬棒Q，定滑輪右側(cè)的細(xì)繩和導(dǎo)軌平行，將兩金屬棒同時(shí)由靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間后，金屬棒P的速度始終為v。已知金屬棒Q的質(zhì)量為2m,金屬棒P和重物的質(zhì)量均為m,兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，閉合回路中除兩金屬棒以外的電阻均不計(jì)，重力加速度大小為g,下列說法正確的是（　?。?/h2>
A．金屬棒Q的最大速度為
v
3
B．金屬棒Q的最大加速度為
g
3
C．金屬棒P、Q的加速距離之比等于3：1
D．金屬棒Q上產(chǎn)生的焦耳熱的最大功率為
4
mgv
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發(fā)布：2024/11/12 20:0:1組卷：101引用：4難度：0.5
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