江苏省南通市2024-2025学年高三上学期8月模拟物理

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江苏省南通市2024-2025学年高三上学期8月模拟物理试卷答案

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15.(17分)如图所示,固定的平行金属导轨由水平导轨和竖直放置的四分之一圆弧导轨组成,水平导轨足够长,圆弧导轨半径R=0.8m,导轨间距L=0.5m,水平导轨与圆弧导轨在底端平滑连接,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=4T.导体棒PQ、MN的质量分别为m1=2kg、m2=1kg,,电阻分别为R1=3、R2=2,导体棒PQ与导轨间动摩擦因数=0.5,先将MN锁定在圆弧导轨顶端,对导体棒PQ施加一个水平向左、大小为F=12N的恒力,使其沿水平导轨从静止开始运动,经时间t=6s导体棒PO恰好达到最大速度;然后将PQ棒锁定,并解除MN棒的锁定,同时给导体棒MN一个,.4m/s的竖直向下的初速度,使其恰好能沿圆弧导轨匀速下滑.不计导轨电阻,导体棒MN、PQ与导轨始终垂直且保持良好接触,重力加速度8取10m/s^2,,取π=3.14.(1)导体棒PQ运动过程中达到的最大速度;(2)导体棒PQ从静止到最大速度经过的位移;(3)导体棒MN沿圆弧导轨下滑的过程中,MN克服摩擦力做的功.(保留一位有效数字)

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