(22分)如圖甲所示,間距為L、電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上。在MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向上、磁感應(yīng)強度大小為B;在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B1, B1隨時間t變化的規(guī)律如圖4-11乙所示,其中B1的最大值為2B。現(xiàn)將一根質(zhì)量為M、電阻為R、長為L的金屬細(xì)棒cd跨放在MNPQ區(qū)域間的兩導(dǎo)軌上,并把它按住使其靜止。在t = 0時刻,讓另一根長為L的金屬細(xì)棒ab從CD上方的導(dǎo)軌上由靜止開始下滑,同時釋放cd棒。已知CF長度為2L,兩根細(xì)棒均與導(dǎo)軌良好接觸,在ab從圖中位置運動到EF處的過程中,cd棒始終靜止不動,重力加速度為g;tx是未知量。
(1)求通過ab棒的電流,并確定CDEF矩形區(qū)域內(nèi)磁場的方向;
(2)當(dāng)ab棒進入CDEF區(qū)域后,求cd棒消耗的電功率;
(3)能求出ab棒剛下滑時離CD的距離嗎?若不能,則說明理由;若能,請列方程求解,并說明每一個方程的解題依據(jù)。
(4)根據(jù)以上信息,還可以求出哪些物理量?請說明理由(至少寫出兩個物理量及其求解過程)。
(22分)(1)(2分)
(2分)
CDEF區(qū)域區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直于斜面向下(1分)
(2) (1分) (2分)
(3)能求出ab棒剛下滑時離CD的距離。(1分)
由法拉第電磁感定律有:
在0~tx內(nèi): (1分)
(1分) (1分)
在tx后: E2 = BLV (1分)
因E1 = E2(2分) 解得: (1分)
由(1分) 解得x= L(1分)
(4)根據(jù)以上信息,還可以求出ab剛好到達CDEF區(qū)域的邊界CD處的速度大小、ab到達CDEF區(qū)域的邊界CD處所需的時間、ab棒的質(zhì)量及電阻等。
(評分細(xì)則:至少寫出兩個物理量的求解過程,每求出一個物理量給2分,滿分為4分)
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2π | T |
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如圖甲所示,間距為L、電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上.在MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B;在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向下的磁場,磁感應(yīng)強度Bt隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示(tx是未知量),Bt的最大值為2B.現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R、長為L的金屬細(xì)棒cd跨放在MNPQ區(qū)域間的兩導(dǎo)軌上,并把它按住,使其靜止.在t=O時刻,讓另一根長為L的金屬細(xì)棒ab(其電阻Rx是未知量)從CD上方的導(dǎo)軌上由靜止開始下滑,同時釋放cd棒。已知CF長度為2L,兩根細(xì)棒均與導(dǎo)軌良好接觸,在ab從圖中位置運動到EF處的過程中,cd棒始終靜止不動,重力加速度為g.
(1)求上述過程中cd棒消耗的電功率,并確定MNPQ區(qū)域內(nèi)磁場的方向.
(2) ab棒質(zhì)量
(3)確定未知量Rx及tx的值.
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科目:高中物理 來源:2012屆四川省高三高考極限壓軸理科綜合物理試卷(帶解析) 題型:計算題
(20分)如圖甲所示,間距為 L、電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為 q的斜面上。在 MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為 B;在 CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向下的磁場,磁感應(yīng)強度 Bt 隨時間 t變化的規(guī)律如圖乙所示,其中 Bt的最大值為 2B。現(xiàn)將一根質(zhì)量為 M、電阻為 R、長為 L的金屬細(xì)棒 cd跨放在 MNPQ區(qū)域間的兩導(dǎo)軌上并把它按住,使其靜止。在 t=0 時刻,讓另一根長也為 L的金屬細(xì)棒 ab從 CD上方的導(dǎo)軌上由靜止開始下滑,同時釋放 cd棒。已知 CF長度為 2L,兩根細(xì)棒均與導(dǎo)軌良好接觸,在 ab從圖中位置運動到 EF處的過程中,cd棒始終靜止不動,重力加速度為 g;tx是未知量。
(1)求通過 cd棒的電流,并確定 MN PQ區(qū)域內(nèi)磁場的方向;
(2)當(dāng) ab棒進入 CDEF區(qū)域后,求 cd棒消耗的電功率;
(3)求 ab棒剛下滑時離 CD的距離。
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