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高中物理
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综合题
1.
(2021·浙江模拟)
如图所示,在水平桌面上放置两根光滑平行金属导轨
与
,金属导轨足够长,阻值为
的电阻和开关k串联与导轨的a、c端相连。金属滑杆
垂直于导轨并可在导轨上滑动,质量为
。整个装置放于匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小未知。金属滑杆与导轨电阻不计,金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后,与一质量为
的物块相连,用外力固定金属滑杆
,当开关不断开时,从静止开始释放金属滑杆
,物块速度达到
时闭合开关k,金属滑杆和物块一起做减速运动,经过时间
,它们已经达到匀速运动状态,匀速状态时流过导体棒的电流为
,金属滑杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1) 求闭合开关瞬间,流过导体棒的电流方向;
(2) 求导体棒匀速时的速度大小v;
(3) 求物块M在开关闭合后
内下落的高度;
(4) 小珂同学在电阻R两端并联一个电容器,电容大小为
,重做这个实验,在其他条件不变的情况下,求导体棒匀速下落的速度v和此时电容器所带的电荷量q。
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