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高中物理
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综合题
1.
(2022·杭州模拟)
如图所示,有一“
”形的光滑平行金属轨道,间距为
, 两侧倾斜轨道足够长,且与水平面夹角均为
, 各部分平滑连接。左侧倾斜轨道顶端接了一个理想电感器,自感系数为
, 轨道中有垂直轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度为
T,M、N两处用绝缘材料连接。在水平轨道上放置一个“]”形金属框
, 其中
、
边质量均不计,长度均为
;
边质量为
, 长度为
, 电阻阻值为
;在金属框右侧长为
、宽为
的区域存在竖直向上的磁感应强度大小为
T的匀强磁场;右侧轨道顶端接了一个阻值
的电阻。现将质量为
、长度为
的金属棒
从左侧倾斜轨道的某处静止释放,下滑过程中流过棒
的电流大小为
(其中
为下滑的距离),滑上水平轨道后与“]”形金属框相碰并粘在一起形成闭合导体框
, 整个滑动过程棒
始终与轨道垂直且接触良好。已知
kg,
m,
m,
m,除已给电阻外其他电阻均不计。(提示:可以用
图像下的“面积”代表力
所做的功)
(1) 求棒
在释放瞬间的加速度大小;
(2) 当释放点距
多远时,棒
滑到
处的速度最大,最大速度是多少?
(3) 以第(2)问方式释放棒
, 试通过计算说明棒
能否滑上右侧倾斜轨道。
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