[九师联盟]2024届高三9月质量检测物理L答案

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15.(17分)我国正在进行舰载电磁轨道炮试验,预计到2025年将投入使用.国内936型登陆舰搭载电磁炮出海,试验射程可达200公里,某同学设计了电磁碰撞测试装置,可以通过超级电容器的储能来判断电磁炮的威力.如图所示,平行金属导轨PQ、PQ'固定在绝缘水平面上,导轨间距L=1m,其间有竖直向下的匀强磁场B=1.0T,其左端PP之间用导线接入电源,电源的电动势为E,内阻r=12.右端QQ通过绝缘物质与足够长的金属导轨MN、MN'相连.金属导轨MN、MV'之间存在竖直向上的匀强磁场B2=√I0T,金属导轨MN、MV'右端N、N'之间连接一个C=9F的超级电容.一根质量m=10kg、电阻R1=12的金属棒AB放置在金属导轨PQ、PQ'上.接通电源后,在安培力的作用下,从静止开始向右加速运动,最终以速度6=100/s向右做匀速直线运动.金属棒AB与质量2=90kg、电阻R2=42的金属棒CD刚好在绝缘物质处发生弹性碰撞,此后金属棒CD向右运动.已知电容器的储能公式E。=2CU,取重力加速度g=10m/s,金属棒与导轨接触良好,其他电阻忽略不计,不计一切摩擦,不考虑电磁辐射.求:(1)电源的电动势E;(2)金属棒AB向右运动的过程中,加速度的最大值;(3)碰撞后,金属棒CD向右运动的过程中,通过金属棒CD的电荷量和金属棒CD上产生的焦耳热.×8,×·B2O'DM'N'【高三3月联合考试·物理第6页(共6页)】
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