炎德英才大联考 长沙市一中2024届高三月考试卷(八)8物理

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14.(14分)如图所示,间距为L的平行金属导轨固定在水平面上,两导轨足够长,整个L装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,导轨左端接有阻值为R的定值电阻。一质量为m的金属杆ab垂直放置在导轨上,它与导轨间的动m摩擦因数恒定,金属杆ab接入电路的电阻为r,其余电阻不计。第一次金属杆ab在垂直于杆的水平向右的恒力F(未知)作用下由静止开始运动,当金属杆ab的速v度大小为v时,其加速度大小为a(未知),金属杆ab最终达到的最大速度为2v。a0第二次金属杆ab在垂直于杆的水平向右的力F作用下由静止开始运动,力F'的功率始终恒定不变,当金属杆ab的速度大小为v时,其加速度大小为4a,金属杆v4a0,ab最终达到的最大速度为2v。(金属杆ab始终与导轨保持垂直且接触良好,重力加速度为;g(1)求加速度大小a0。(2)求金属杆ab与导轨间的动摩擦因数和力F'的功率P。(3)若保持(2)中力F'的功率不变,金属杆ab从静止开始运动时间t的过程中向前运动的位移为s(导体棒已经达到最大速度),求该过程中定值电阻R产生的焦耳热。a

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