辽宁省2024年春开学考试（高三年级）物理考试试卷

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辽宁省2024年春开学考试（高三年级）物理试卷答案

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15.【拔高题】(16分)如图,间距为L的两根平行光滑金属导轨MN、PQ固定于同一水平面内,导轨左端连接一阻值为R的定值电阻,导体棒a放置在导轨上,在a棒左侧的两导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B;在a棒右侧有一导体棒b,b棒与a棒平行,且与固定在墙上的轻弹簧接触但不相连,弹簧处于压缩状态且被锁定。现解除弹簧的锁定,b棒在弹簧的作用下向左移动,脱离弹簧后以速度v0与a棒碰撞并粘在一起。已知a、b棒的质量分别为m2m,a、b棒在两导轨之间的部分的电阻均为R,导轨电阻不计,a、b棒与导轨始终接触良好并相互垂直,a、b棒最终没有碰到定值电阻并停在金属导轨上。不计电路中感应电流的磁场,求:(1)弹簧初始时的弹性势能和感应电流通过定值电阻时的方向。(2)a棒从开始运动到停止的过程中,定值电阻产生的焦耳热Q。(3)a、b棒进入磁场后向左滑行的最大距离。