桂柳文化 2024届高考桂柳鸿图仿真卷一(1)物理

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桂柳文化 2024届高考桂柳鸿图仿真卷一(1)物理试卷答案

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1.(12分)某同学根据所学物理知识设计了一款发光装置,其简化结构如图所示。半径分别为r和2r的同心圆形光滑导轨固定在同一水平面上,一长为r的直导体棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨的圆心O,半圆环区域内直径MN左侧存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于水平面向上。在内圆导轨的C点和外圆导轨的D点之间接一发光二极管(正向导通时阻值为R,反向时电阻无穷大)。直导体棒在水平外力F作用下以角速度ω绕O匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触,导体棒AB的阻值也为R,其他电阻忽略不计,重力加速度大小为g。(1)要使二极管发光,从俯视图看,AB绕O点顺时针还是逆时针转动?(2)求AB切割磁感线过程中,通过二极管的电流大小。(3)求AB转动一周的过程中,外力F的平均功率。

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