解答题 较难0.4 引用4 组卷1018
某同学设计了一个电磁击发装置，其结构如图所示．间距为L=10cm的平行长直导轨置于水平桌面上，导轨中NO和N′O′段用绝缘材料制成，其余部分均为导电金属材料，两种材料导轨平滑连接．导轨左侧与匝数为100匝、半径为5cm的圆形线圈相连，线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场．电容为1F的电容器通过单刀双掷开关与导轨相连．在轨道间MPP′M′矩形区域内存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感强度为2T．磁场右侧边界PP′与OO′间距离为a =4cm．初始时金属棒A处于NN′左侧某处，金属棒B处于OO'左侧距OO'距离为a处．当开关与1连接时，圆形线圈中磁场随时间均匀变化，变化率为
；稳定后将开关拨向2，金属棒A被弹出，与金属棒B相碰，并在B棒刚出磁场时A棒刚好运动到OO′处，最终A棒恰在PP′处停住．已知两根金属棒的质量均为0.02kg、接入电路中的电阻均为0.1Ω，金属棒与金属导轨接触良好，其余电阻均不计，一切摩擦不计．问：
(1)当开关与1连接时，电容器电量是多少？下极板带什么电？
(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少？
(3)电容器所剩电量Q′是多少？
；稳定后将开关拨向2，金属棒A被弹出，与金属棒B相碰，并在B棒刚出磁场时A棒刚好运动到OO′处，最终A棒恰在PP′处停住．已知两根金属棒的质量均为0.02kg、接入电路中的电阻均为0.1Ω，金属棒与金属导轨接触良好，其余电阻均不计，一切摩擦不计．问：(1)当开关与1连接时，电容器电量是多少？下极板带什么电？
(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少？
(3)电容器所剩电量Q′是多少？
18-19高三上·浙江杭州·期末
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段为绝缘材料，其余部分均为导电金属材料，两种材料平滑连接。导轨左侧与圆形线圈相连，线圈匝数为500匝、半径为5cm，线圈内存在垂直线圈平面竖直向上的匀强磁场。电容器通过单刀双掷开关与导轨相连，其电容为C=1F。在
与
区域及
右侧宽度L=1m范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向如图所示。初始时金属棒a处于
，金属棒b静止于磁场右侧某处，
，
。当开关与1连接时，圆形线圈中磁场随时间均匀变化，变化率为
。稳定后将开关拨向2，金属棒a以
的速度向右弹出，穿过磁场区域后与金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，除金属棒b外其余电阻均不计，不计金属棒与导轨间摩擦。求：
；
），两棒在区域NPP′N′运动时无摩擦阻力。调节磁场B1，将开关闭合，棒ab将从静止开始加速，并在进入绝缘段前达到匀速。
=600rad/s匀速转动，圆环内左半圆均存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场。圆环边缘、与转轴良好接触的电刷分别与间距l1的水平放置的平行金属轨道相连，轨道间接有电容C=0.09F的电容器，通过单刀双掷开关S可分别与接线柱1、2相连。电容器左侧宽度也为l1、长度为l2、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域。在磁场区域内靠近左侧边缘处垂直轨道放置金属棒ab，磁场区域外有间距也为l1的绝缘轨道与金属轨道平滑连接，在绝缘轨道的水平段上放置“［”形金属框fcde。棒ab长度和“［”形框的宽度也均为l1、质量均为m=0.01kg，de与cf长度均为l3=0.08m，已知l1=0.25m，l2=0.068m，B1=B2=1T、方向均为竖直向上；棒ab和“［”形框的cd边的电阻均为R=0.1
，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒ab与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。开始时开关S和接线柱1接通，待电容器充电完毕后，将S从1拨到2，电容器放电，棒ab被弹出磁场后与“［”形框粘在一起形成闭合框abcd，此时将S与2断开，已知框abcd在倾斜轨道上重心上升0.2m后返回进入磁场。
；
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