如圖甲所示,兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ傾斜固定放置,所在斜面與水平面夾角為θ=30°,導(dǎo)軌電阻不計(jì),間距L=2m,兩導(dǎo)軌上端連接阻值R=2Ω的電阻。自兩導(dǎo)軌頂端開始,分布著一系列垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……,所有磁場區(qū)域的寬度及相鄰磁場區(qū)域間的距離都為d=1m。規(guī)定垂直于導(dǎo)軌平面向上為磁場正方向,區(qū)域Ⅰ中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,其它磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化,但它們的大小不等。t=0時(shí)刻,放置于區(qū)域Ⅰ上端邊緣的導(dǎo)體棒,在垂直導(dǎo)體棒且與導(dǎo)軌平行的恒力作用下從靜止開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng),恒力的大小為F=60N,導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=1kg、阻值r=2Ω,運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終和導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)體棒在t=0.3s時(shí)離開區(qū)域Ⅰ中的磁場,此時(shí)撤去恒力,導(dǎo)體棒繼續(xù)沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。已知在有磁場區(qū)域?qū)w棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=33,無磁場區(qū)域?qū)w棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=8315,導(dǎo)體棒在磁場區(qū)域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ…內(nèi)的運(yùn)動(dòng)都為勻速運(yùn)動(dòng),最終穿過某個(gè)磁場區(qū)域后停下。g取10m/s2,求:

(1)t=0.3s時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小;
(2)導(dǎo)體棒穿過的磁場區(qū)域的個(gè)數(shù);
(3)導(dǎo)體棒經(jīng)過的最后一個(gè)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小;
(4)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱。
3
3
8
3
15
【答案】(1)t=0.3s時(shí)導(dǎo)體棒的速度大小為9m/s;
(2)導(dǎo)體棒穿過的磁場區(qū)域的個(gè)數(shù)是14;
(3)導(dǎo)體棒經(jīng)過的最后一個(gè)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是T;
(4)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為159.75J。
(2)導(dǎo)體棒穿過的磁場區(qū)域的個(gè)數(shù)是14;
(3)導(dǎo)體棒經(jīng)過的最后一個(gè)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是
10
3
3
(4)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為159.75J。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:140引用:1難度:0.4
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