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高中物理
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计算题
1.
(2024高考·浙江模拟)
如图(a),两根足够长、光滑平行金属直导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角为θ,导轨电阻不计,其上端连接右侧电路,定值电阻R
1
阻值为3r,变阻器R的最大阻值为6r。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上,一根质量为m、电阻为r、长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上。现调节变阻器R取某一阻值(不为零),棒ab由静止释放,且在运动中始终与导轨接触良好,重力加速度为g,则:
(1) 判定棒ab中电流方向;
(2) 若R取1.5r,分析并在图(b)中作出棒ab由静止释放后,加速度a随速度v变化的图像;
(3) R取何值,在金属棒运动稳定时R消耗的功率最大?求出其最大功率P
max
。
(4) 若导轨MN、PQ不光滑,棒ab释放后始终与导轨接触良好,为了确保棒运动过程中无摩擦损耗,可以在棒的中点施加一个拉力,请给出这个拉力的最小值F
min
和方向(此问无需分析过程)。
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