解答题 较难0.4 引用1 组卷1374
如图,两平行轨道固定于水平面内,其中
、
是两小段绝缘材料,其余部分是金属材料,轨道间距为
,轨道间分布着磁感应强度大小为
、方向竖直向下的匀强磁场。轨道左侧接入包含电动势为
的直流电源、电容为
的电容器、单刀双掷开关
构成的电路,轨道右侧接入自感系数为
的电感线圈。质量为
、电阻为
的金属棒
垂直放置于轨道左侧某处,质量也为
、电阻不计的金属棒
垂直放置于绝缘材料上。现将
接1,待电容器充电完毕后,再将
接2。之后,
运动达到稳定状态,再与
发生弹性碰撞。不考虑其它电阻,不计一切摩擦,忽略电磁辐射,
、
均始终与轨道接触良好。
(1)
接通2瞬间,求金属棒
的加速度大小;
(2)求金属棒
运动达到稳定状态时的速度大小;
(3)某同学查阅教材后得知,电感线圈的自感电动势正比于电流的变化率,由此他猜测金属棒
在运动过程中做简谐运动。请证明。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/7/eb4fc5fd-6012-432c-83f7-6b24c27af895.png?resizew=332)
(1)
(2)求金属棒
(3)某同学查阅教材后得知,电感线圈的自感电动势正比于电流的变化率,由此他猜测金属棒
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/7/eb4fc5fd-6012-432c-83f7-6b24c27af895.png?resizew=332)
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