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高中物理
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综合题
1.
(2024高二上·长春期末)
如图所示的空间内有间距为
的两平行金属导轨
、
。质量为
的光滑金属杆
从倾斜轨道上某处由静止滑下。当
杆滑至斜面底端
时进入水平轨道
倾斜轨道与水平轨道平滑连接,且水平轨道足够长
。金属杆
被锁定在距离斜面底端
处
未知
。空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为
。两金属杆长度均略长于导轨宽度,并与导轨接触良好。
杆接入导轨中的电阻为
,
杆接入导轨中的电阻
, 导轨电阻不计。已知
杆刚滑进水平轨道
、
位置时速度为
, 重力加速度为
, 求:
(1)
杆刚滑进水平轨道
、
位置时
、
两端的电压
;
(2) 若
杆在倾斜轨道上下滑过程中回路中产生的电能为
, 求释放位置距水平面的高度h;
(3) 若
杆滑至水平轨道时,随即解除对
杆的锁定,且
杆恰好未与
杆发生碰撞。求从
杆滑至水平轨道时起,至稳定运动的过程中
杆上产生的焦耳热
, 及
杆开始运动时距离斜面底端的初始距离
。
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