2020高考物理通用版三轮冲刺题型练辑:计算题规范练(五) Word版含解析.pdf
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1、第 1 页 共 4 页 计算题规范练计算题规范练(五五) 24 (2019福建福州市五月检测)如图 1 甲所示, 两平行长直光滑金属导轨水平放置, 间距为 L, 左端连接一个电容为 C 的电容器,导轨处在磁感应强度大小为 B、方向垂直导轨平面向上的 匀强磁场中 质量为 m 的金属棒垂直导轨放置, 某时刻金属棒获得一个水平向右的初速度 v0, 之后金属棒运动的 vt 图象如图乙所示不考虑导轨的电阻 图 1 (1)求金属棒匀速运动时的速度的大小 v1; (2)求金属棒匀速运动时电容器的电荷量 q; (3)已知金属棒从开始到匀速运动的过程中,产生的焦耳热为 Q,求电容器充电稳定后储存的 电能 E电能
2、 答案 (1) (2) mv0 mCB2L2 CBLmv0 mCB2L2 (3) mv Q 1 2 02 m3v02 2mCB2L22 解析 (1)金属棒匀速运动切割磁感线产生的电动势 EBLv1 电容器的电荷量 qCE 金属棒从开始到匀速运动的过程中,由动量定理有 B Lt0mv1mv0 I 电容器的电荷量 q t0 I 第 2 页 共 4 页 联立解得 v1 mv0 mCB2L2 (2)由(1)可知 qCECBLv1 CBLmv0 mCB2L2 (3)在 0t0时间内,金属棒的速度由 v0到 v1,由能量守恒可得 E电能Q mv mv 1 2 02 1 2 12 解得 E电能 mv Q.
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