山西省运城市2023-2024学年度高二上学期期末考试物理考试试卷

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山西省运城市2023-2024学年度高二上学期期末考试物理试卷答案

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15.(16分)如图所示,两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L,导轨的电阻不计.导轨顶端M、P两点间接有滑动变阻器和阻值为R的定值电阻.一根质量为m、电阻不计的均匀直金属杆ab放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好.空间存在磁感应强度大小为B.方向垂直斜面向下的匀强磁场.调节滑动变阻器的滑片,使得滑动变阻器接入电路的阻值为2R,让ab由静止开始沿导轨下滑.重力加速度大小为g.(1)求ab下滑的最大速度v(2)求ab下滑的速度最大时,定值电阻上消耗的电功率P;(3)若在ab由静止开始至下滑到速度最大的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为Q,求该过程中ab下滑的距离以及通过滑动变阻器的电荷量q.

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