2025届重庆市高三下学期学业质量调研抽测(第三次)物理试卷

15.（18分)如题15图，平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，右端连接光滑倾斜轨道， 导轨间距为L。导轨左侧接有电阻，aa'bb与cc'd'd区域间存在竖直向上与竖直向下的匀 强磁场，磁感应强度大小均为B,aa与bb'、cc与dd'的距离均为2L。M导体棒质量为3m、 N绝缘棒质量为2m,两棒垂直导轨放置。现N棒静止于bb与cc之间某位置，M棒在aa 边界静止，某时刻M棒受到水平向右的恒力F作用开始运动。已知F=B卫， 当运动 12mR2 到bb'边界时撤去F,此时M棒已达到匀速运动。已知整个过程中两棒与导轨始终垂直且 接触良好，导轨左侧电阻和M棒接入导轨的电阻均为R,其他导体电阻不计，所有碰撞 均为弹性碰撞，首次碰撞之后N与M每次碰撞前M均已静止，且碰撞时间极短，M、N 始终与导轨垂直且接触良好，求： （I)撤去F时M棒的速度大小o以及M棒穿过aabb区域过程中系统产生的热量Q: (2)从M棒开始进入cc'd'd区域到M棒第一次静止，通过电阻R的电荷量q: (3)自发生第一次碰撞后到最终两棒都静止，导体棒M在磁场中运动的总位移大小x。 题15图