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高中物理
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计算题
1.
(2024高二下·余姚月考)
如图为二根倾角θ=
的平行金属导轨,上端有一个电动势为E=5 V、内阻为r=1 Ω的电源,以及一个电容为C的电容器,导轨通过单刀双掷开关可分别与1、2相连。导轨中间分布有两个相同的有界磁场AA’CC’及DD’FF’,磁场方向垂直导轨向下,磁场内外边界距离等于导轨间距L,L =1 m,磁场的上下边界距离如图所示均为d =2 m,CC’到DD’的距离也为d。除电源内阻外,其它电阻忽略不计,导体棒与导轨光滑接触。初始时刻,开关与1相连,一根质量为m=1 kg的导体棒恰好能静止在导轨上AA’位置,导体棒处于磁场之中。当开关迅速拨向2以后,导体棒开始向下运动,它在AA’CC’、 CC’DD’两个区域运动的加速度大小之比为
。
(1) 求磁感应强度B的大小;
(2) 求导体棒运动至DD’时的速度大小v
2
;
(3) 求电容C的值;
(4) 当导体棒接近DD’时,把开关迅速拨向1,求出导体棒到达FF’的速度v
3
。
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