如图所示,足够长金属导轨竖直放置,间距为L=1m,金属棒ab、cd的质量均为m=0.1kg,两棒电阻均为R=2Ω,均通过棒两端的环套在金属导轨上。虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场,虚线下方有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度均为B=1.0T.ab棒两环光滑,cd棒两环与导轨间动摩擦因数为μ=0.5,导轨电阻不计。开始两棒均静止在图示位置,当cd棒无初速释放时,同时对ab棒施加竖直向上的力F,在0~1s内,使其沿导轨向上先做速度v1=6m/s的匀速运动,1s~2s内做初速度为v1、加速度为a的匀加速运动,在2s末时,速度增加到v3,然后2s~3s内做速度为v3的匀速运动,且发现cd棒1s末和2s末的速度相同,3s末cd棒的速度恰好为零。(重力加速度取g=10m/s2)
求:(1)第1s内cd棒的加速度a1;
(2)0~3s内通过ab棒的电荷量q;
(3)0~3s内外力F的最大值。
【答案】(1)第1s内cd棒的加速度为2.5m/s2;
(2)0~3s内通过ab棒的电荷量为6C;
(3)0~3s内外力F的最大值为3.9N。
(2)0~3s内通过ab棒的电荷量为6C;
(3)0~3s内外力F的最大值为3.9N。
【解答】
【点评】
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