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高中物理
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综合题
1.
(2023高三下·嘉定月考)
如图甲所示,电阻不计且间距为L=1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端连接阻值为R=2Ω的电阻,虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为m=0.2kg、电阻Rab=1Ω的金属杆ab从OO′上方某处以一定初速释放,下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆ab下落0.6m的过程中,其加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示。已知ab进入磁场时的速度v
1
=3m/s,导轨足够长,磁场区域足够大,取g=10m/s
2
。求:
(1) 金属杆ab释放时的初速度v
0
及匀强磁场的磁感应强度B;
(2) 画出下落0.6m的过程中,金属杆的速度随时间的变化图像(要求有解析过程,并在图中标出速度关键点);
(3) 金属杆ab下落0.6m的过程中,电阻R上产生的热量Q;
(4) 若金属杆以不同的初速度下落,说明它在磁场中可能的运动情况,并分析初速度对运动情况的影响。
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