2024届衡水金卷先享题 [调研卷](六)6理综(JJ·A)答案

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24.(12分)如图所示,一匝数1=100横截面积S=0.02m的多匝线圈通过一个开关K与一对平全国100所名校高考模拟示范卷行金属导轨连接,金属导轨固定在倾角为30°的斜面上,导轨间距L=0.2m。一质量m0.02kg、阻值R=O.4n的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的MN位置,M、N等高。一阻值也为Q.4Q的定值电阻R,连接在导轨底端。线圈所在位置存在方向竖直向下的匀强磁场,险感应强度大小随时间均匀增大,且变化率是-1.6T/s,导轨所在区域存在方向垂直于斜面向上的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小B=0.5T。金属导轨光滑且足够长,线圈内阻=0.22,导轨的电阻不计,重力加速度g=10m/s2。(1)求闭合开关K时线圈中产生的感应电动势大小并判断金属杆中感应电流的方向。(2)求闭合开关时金属杆受到的安培力大小F。(3)断开开关K,解除对金属杆的锁定,使其从MN处由静止释放,经过时间t一3.4s金属杆的下滑速度达到最大值,求此时间t内金属杆运动的位移大小x。之GB30°

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