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高中物理
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綜合題
1.
(2023高三下·嘉定月考)
如圖甲所示,電阻不計(jì)且間距為L=1m的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置,上端連接阻值為R=2Ω的電阻,虛線OO′下方有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場?,F(xiàn)將質(zhì)量為m=0.2kg、電阻Rab=1Ω的金屬桿ab從OO′上方某處以一定初速釋放,下落過程中與導(dǎo)軌保持良好接觸且始終水平。在金屬桿ab下落0.6m的過程中,其加速度a與下落距離h的關(guān)系圖像如圖乙所示。已知ab進(jìn)入磁場時(shí)的速度v
1
=3m/s,導(dǎo)軌足夠長,磁場區(qū)域足夠大,取g=10m/s
2
。求:
(1) 金屬桿ab釋放時(shí)的初速度v
0
及勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(2) 畫出下落0.6m的過程中,金屬桿的速度隨時(shí)間的變化圖像(要求有解析過程,并在圖中標(biāo)出速度關(guān)鍵點(diǎn));
(3) 金屬桿ab下落0.6m的過程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;
(4) 若金屬桿以不同的初速度下落,說明它在磁場中可能的運(yùn)動(dòng)情況,并分析初速度對運(yùn)動(dòng)情況的影響。
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