2024年江苏省普通高中学业水平选择性考试冲刺压轴卷(二)生物(江苏)答案7

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15.(16分)2022年6月17日,我国第三艘航母“福建舰”正式下水,如图甲所示,“福建舰”配备了目前世界上最先进的“电磁弹射”系统。“电磁弹射”系统的具体实现方案有多种,并且十分复杂。一种简化的物理模型如图乙所示,电源和一对足够长平行金属导轨M、N分别通过单刀双掷开关K与电容器相连。电源的电动势E=10V,内阻不计。两条E=10V,L=(0.1m足够长的导轨相距L=0.1m且水平放置,处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁B=0.5T场方向垂直于导轨平面且竖直向下,电容器的电容C=10F。现将一质量为m=0.1kg电阻r=0.1Ω的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内,分别与两导轨良好接触将开关K置于a让电容器充电,充电结束后,再将K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下运动。在电容器放电过程中,金属滑块两端电压与电容器两极板间电压始终相等。不计导轨和电路其他部分的电阻,不计电容器充、放电过程中电磁辐射和导轨产生的磁场对滑块的作用,忽略金属滑块运动过程中的一切摩擦阻力。(1)求在开关K置于b瞬间,金属滑块加速度a的大小;(2)求金属滑块的最大速度v的大小。图乙

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