如图,金属导轨平行且水平放置,导轨间距为 L,导轨光滑无摩…——2024 高考物理第 12 题答案解析

2024_全国甲卷 (2024·物理)

2024 National Question 12 Free-response Differentiating
2024_全国甲卷 (2024·物理)

12.如图,金属导轨平行且水平放置,导轨间距为 $L$ ,导轨光滑无摩擦。定值电阻大小为 $R$ ,其余电阻忽略不计,电容大小为 $C$ 。在运动过程中,金属棒始终与导轨保持垂直。整个装置处于坚直方向且磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中。
(1)开关 S 闭合时,对金属棒施加以水平向右的恒力,金属棒能达到的最大速度为 $v_{0}$ 。当外力功率为定值电阻功率的两倍时,求金属棒速度 $v$ 的大小。
(2)当金属棒速度为 $v$ 时,断开开关 S,改变水平外力并使金属棒匀速运动。当外力功率为定值电阻功率的两倍时,求电容器两端的电压以及从开关断开到此刻外力所做的功。

Answer key

(1)$v=\frac{v_{0}}{2}$ ;②$U=\frac{B L v_{0}}{4}, W=\frac{C B^{2} L^{2} v_{0}{ }^{2}}{8}$

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题目指纹

这道题真正考什么?

核心知识
导体棒与导轨模型
核心考法
Force Analysis微元法运动过程分析
关键能力
综合计算题
最容易错
能量守恒漏项隐含条件忽略
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Differentiating

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