如图甲所示,两根完全相同的光滑金属导轨平行放置,宽L=3m,倾斜部分abcd与水平方向夹角为θ=30°,匀强磁场垂直斜面向下,磁感应强度B=0.5T,轨道顶端ac接有电阻R=1.5Ω。导轨水平部分只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小也为B=0.5T,其中磁场左边界zk长为d=1m,边界ke、zf与水平导轨间夹角均为α=45°且长度相等,磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好,在斜面上由静止释放,到达底端bd时已经匀速,速度大小为v0=8m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时,给金属棒施加外力,在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数1v与位移x图像如图乙所示,棒运动到ef处时撤去外力,此时棒速度大小为v03。最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直,金属棒连入电路中的电阻为r=0.5Ω。g=10m/s2。求:
(1)金属棒的质量m的大小:
(2)水平磁场边界ep的距离大小;
(3)金属棒在水平导轨上运动时,电阻R产生的焦耳热。

1
v
v
0
3
【答案】(1)金属棒的质量m的大小为1.8kg;
(2)水平磁场边界ep的距离大小为m;
(3)金属棒在水平导轨上运动时,电阻R产生的焦耳热为6.3J。
(2)水平磁场边界ep的距离大小为
64
15
(3)金属棒在水平导轨上运动时,电阻R产生的焦耳热为6.3J。
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/13 8:0:9组卷:383引用:4难度:0.3