2021衡水金卷理综全国IIB

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21.解(1)由平衡条件知,初始时刻有: mosin0=Bld由闭合电路的欧姆定律得:=E(1分)BEd解得: grain1kg.(1分)(2)开关拨向2后,导体棒开始在磁场中运动,当速度为v时,由牛顿第二定律得: NisiN0-Bld=ma由电流定义可知:Ⅰ根据电容公式可得:q=CU感应电动势:U=Bdu(1分)可得:4=m CB=4m*(1分)所以从A到C处导体棒做匀加速运动由运动学公式可得:v=√2aL=4m/s。(1分)Bdv(3)在CD间由于v=4ms,此时mgin=R,故刚好在CD间做匀速运动(1分)重力势能的减小时即为电路中产生的焦耳热Q=mgL.sin0=10J。(1(4)进入DE区域后,导体棒受到重力、弹力、安培力,由牛顿第二定律可得mgsin 0-Brd此时电流r=E Bd易斜》因为 mosin0=新以上式可以简化为一Bdy=m(1分)可等效样在仅受安培力作用下的运动,根据动量定理有Bgd=m(v-wb)其中qBal解得:vg=2m/s。(1分)