如圖所示，電池通過開關(guān)K1與兩根光滑水平軌道相連接，軌道的S、T兩處各有一小段絕緣，其它位置電阻不計，軌道間L=1m,足夠長的區(qū)域MNPO內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B1=0.5T，QR右側(cè)足夠長的區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B2=0.5T，O、P兩處各有一微微突起的導(dǎo)電結(jié)點，結(jié)點不影響金屬棒通過。軌道右端電阻R0=0.1Ω，P與R間有一開關(guān)K2。軌道上放置三根質(zhì)量m=0.03kg、電阻r=0.1Ω的相同金屬棒，金屬棒甲位于B磁場內(nèi)的左側(cè)；金屬棒乙用較長絕緣細線懸掛在B磁場外靠近OP邊界的右側(cè)，且與導(dǎo)電結(jié)點無接觸；金屬棒丙位于B磁場內(nèi)的左側(cè)。閉合K1，金屬棒甲向右加速，達到穩(wěn)定后以v0=2m/s速度與金屬棒乙碰撞形成一個結(jié)合體向右擺起。此時立即斷開K1并閉合K2，當(dāng)兩棒結(jié)合體首次回到OP時，恰與導(dǎo)電結(jié)點接觸（無碰撞），此時導(dǎo)體棒丙獲得向右的速度。兩棒結(jié)合體首次向左擺到最大高度h=0.032m處被鎖止?？諝庾枇Σ挥?，不考慮裝置自感。求：
（1）電池電動勢E的大??；
（2）碰后瞬間甲、乙結(jié)合體的速度大小v1；
（3）結(jié)合體與導(dǎo)電結(jié)點接觸過程，通過金屬棒丙的電荷量q；
（4）全過程金屬棒丙產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：135引用：3難度：0.3
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1．如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為l、電阻均為R，兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好。MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k。圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B．PQ的質(zhì)量為m,金屬導(dǎo)軌足夠長、電阻忽略不計。
（1）閉合S，若使PQ保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）斷開S，PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過PQ的電荷量為q,求該過程安培力做的功W。發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：3144引用：16難度：0.5 -
2．2022年6月，我國首艘完全自主設(shè)計建造的航母“福建艦”下水亮相，除了引人注目的電磁彈射系統(tǒng)外，電磁阻攔索也是航母的“核心戰(zhàn)斗力”之一，其原理是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的阻力快速安全地降低艦載機著艦的速度。如圖所示為電磁阻攔系統(tǒng)的簡化原理：艦載機著艦時關(guān)閉動力系統(tǒng)，通過絕緣阻攔索拉住軌道上的一根金屬棒ab,金屬棒ab瞬間與艦載機共速并與之一起在磁場中減速滑行至停下。已知艦載機質(zhì)量為M，金屬棒質(zhì)量為m,接入導(dǎo)軌間電阻為r,兩者以共同速度為v0進入磁場。軌道端點MP間電阻為R，不計其它電阻。平行導(dǎo)軌MN與PQ間距L，軌道間有豎直方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。除安培力外艦載機系統(tǒng)所受其它阻力均不計。求：
（1）艦載機和金屬棒一起運動的最大加速度a；
（2）艦載機減速過程中金屬棒ab中產(chǎn)生的焦耳熱Qab；
（3）艦載機減速過程通過的位移x的大小。發(fā)布：2024/12/29 23:0:1組卷：208引用：4難度：0.4 -
3．如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面呈θ角，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計．金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，ab棒在MN與PQ之間部分的電阻為R，當(dāng)ab棒沿導(dǎo)軌下滑的距離為x時，棒的速度大小為v.則在這一過程中（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：78引用：3難度：0.7
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