(23-24高二下·浙江宁波九校·期末)某中学兴趣小组研究了电机系统的工作原理，认识到电机系统可实现驱动和阻尼，设计了如图所示装置。电阻不计的“L型”金属导轨由足够长竖直部分和水平部分连接构成，竖直导轨间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为
。导体棒
与竖直导轨始终良好接触并通过轻质滑轮连接重物
，初始被锁定不动。已知导体棒
的质量为
，重物
质量为0.3kg，竖直导轨间距为
。电源电动势
，内阻
为
，定值电阻阻值
，电容器的电容
，其余电阻均不计，摩擦不计。
(1)把开关k接1，解除导体棒锁定，导体棒经时间
恰好开始匀速上升，求
①导体棒匀速上升时的速度；
②此过程导体棒上升的高度
；
(2)把开关k接2，解除导体棒锁定，导体棒经时间
，求此时电容器所带的电荷量
(3)把开关k接3，解除导体棒锁定，导体棒经时间
恰好开始匀速下落，求此过程中回路产生的总焦耳热。
【答案】(1)①8m/s；②3.2m
(2)
(3)
【来源】浙江省宁波市九校2023-2024学年高二下学期6月期末联考物理试题
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