佩佩教育·2024年普通高校统一招生考试 湖南四大名校名师团队猜题卷物理

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15.(16分)如图所示,倾斜放置的两根平行金属导轨相距为L,倾角=37^,,导轨上端用绝缘材料连接,下端与一电容为C的电容器相连。在导轨间长为d的区域内,存在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m的金属棒ab水平置于导轨上,平行于导轨的绝缘轻绳跨过轻质定滑轮将其与质量为3m的重锤相连,最初保持轻绳伸直且ab棒、重锤均静止。ab棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s,现将重锤、ab棒释放。已知最初开关K闭合,当导体棒离开磁场时断开,电容器始终正常工作,ab棒始终与导轨垂直且接触良好,其电阻及导轨电阻均忽略不计,忽略摩擦,重力加速度为g,37^=0.6。求:(1)ab棒进人磁场时速度v0的大小;(2)ab棒即将离开磁场时电流I的大小;(3)电容器所储存的电场能的最大值E(请通过推导电容器电场能与其两端电压的关系来解决问题)。

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