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高中物理
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综合题
1.
(2023高二上·吕梁期末)
如图甲,
MN
、
PQ
两条平行的光滑金属轨道与水平面成
θ
=37°固定,
M
、
P
之间接电阻箱
R
, 导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为
B
=0.5T。质量为
m
的金属杆
ab
水平放置在轨道上,其接入电路的阻值为
r
。现从静止释放杆
ab
, 测得其最大速度为
v
m
。改变电阻箱的阻值
R
, 得到
v
m
与
R
的关系如图乙所示。已知两条轨道间的距离为
L
=2m,重力加速度
g
取10m/s
2
, 轨道足够长且电阻不计,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1) 杆
ab
下滑过程中感应电流的方向及
R
=0时最大感应电动势的大小;
(2) 金属杆的质量
m
和阻值
r
;
(3) 当
R
=4Ω时,求回路瞬时电功率每增加1W的过程中合外力对杆做的功
W
。
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