上进联考2023-2024学年高三5月高考适应性大练兵联考物理

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15.(16分)如图所示,置于同一水平面内的两根足够长、间距为1、电阻不计的光滑金属导轨,左端接入一开始不带电的电容为C的电容器,质量为m、电阻不计的导体棒垂直静止放置在导轨上,整个装置在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现闭合开关S,给导体棒一瞬时冲量I,已知导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,电压为U0的电容器储存的能量Ec=12CU0^2。(1)求导体棒最终做匀速运动的速度v0(2)求导体棒最终做匀速运动时电容器两极板间的电压U和储存的能量Ec。Ec。(3)若电容器初始带电荷量为q0,导体棒静置在导轨上,求闭合开关S后,导体棒最终的速度大小v^

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