江西省五市九校协作体2023届第一次联考历史试题答案

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13.(14分)如图所示为电磁驱动与阻尼模型，在水平面上有两根足够长的平行导轨PQ和MN,左端接有阻值为R的定值电阻，其间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，两导轨间距及磁场宽度均为L。质量为m的金属棒ab静置于导轨上，当磁场沿导轨向右运动的速度为v时，金属棒αb恰好滑动。金属棒运动过程始终在磁场范围内，并与导轨垂直且接触良好，导轨和金属棒电阻均不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)判断金属棒αb刚要滑动时棒中的感应电流方向，并求此时金属棒所受的摩擦力F:大小。(2)若磁场不动，金属棒ab以水平初速度2v开始运动，经过时间t=停止运动，求金属棒b运动的位移工mR及回路中产生的焦耳热Q。B2L'v【答案】(1)由a至bR(2)muRB2Lmu2【解析】(1)磁场沿导轨向右运动，即金属棒相对于磁场沿导轨向左运动，根据右手定则知，感应电流方向由至b依题意得，金属棒刚要运动时，受到的摩擦力等于安培力F,=F安又F=BILBLv11=RB'L2v联立解得F,=R(2)设金属棒的平均速度为元，根据动量定理可得一F幸t一F:t=0一2mU又F专=BIL又T=BLaRx=vt联立解得x=muR西B2L:根据动能定理有2m(2)2一Fx一W=0一斑程代福球代强水中特中根据功能关系有Q=W安华个联立解得Q=mv

12.如图所示，两根间距为L的光滑平行金属导轨，OO'左侧向上弯曲，右侧水平，水平导轨处在磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场中。两根金属棒MN、PQ始终垂直导轨，与导轨接触良好，MN、PQ棒的长度均为L、质量均为m、阻值均为R。金属棒MN从左侧导轨上距水平导轨竖直高度处由静止释放，沿导轨下滑。导轨电阻不计，整个过程中金属棒MN和PQ未相碰，重力加速度为g,则【称绿A.释放后金属棒MN最终停在水平导轨上B.金属棒MN刚进入磁场时，金属棒PQ两端的电压大小为L√2gh2C整个过程中通过金阔捧PQ的电荷量为”BLD.整个过程中金属棒MN产生的焦耳热为4mgh【答案】BD【解析】金属棒MN以一定速度进入磁场后做减速运动，PQ做加速运动，MN进入磁场后MN、PQ组成的系统动量守恒，最终两者速度相等，一起做匀速直线运动，A错误；对MN进入磁场前，根据动能定理得mgh=2mvi,解得，=√2g,金属棒MN刚进入磁场时切制磁感线产生的感应电动势为E=BL。,感应电流为I1R干R金属棒PQ两瑞的电压为U=R,联立可得U=BL,B正确：MN,PQ最终共造，设两金属棒最终E2匀速运动的速度大小为04，取向右为正方向，根据动量守恒得m。=2m0,解得v4=2√2gh,对金属棒PQ由动量定理得BL:=mv一0，通过PQ的电荷量为q=t,解得q=m)2驴，C2B配，C错误：整个过程中，设闭合回路产耳热为Q,对系统由能量守恒定律得mgh=)·2mu十Q,解得Q=2mgh,则金属棒MNR热为Qe=R十RQ=4mgh,D正确.