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如图所示,固定的倾斜金属导轨ON、PQ彼此平行且相距L=1m,导轨平面与水平面夹角θ=37°。N、Q两点与一足够长的水平金属导轨平滑连接。倾斜导轨区域内有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B1=2T水平导轨区域有垂直导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度B2=1T金属棒ab垂直于ON、PQ放置在导轨上且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m=1kg。如图所示,R=3Ω的定值电阻和电容C=0.5F的电容器固定于导轨上,由电键S1、S2分别控制。开始时将金属棒ab锁定在距NQ两点L1=4.5m处,用一根轻绳将金属棒与一质量M=1kg的重物相连,整个系统处于静止状态。(g取10m/s2,sin37°=0.6,不计一切摩擦,除电阻R外其他电阻均不计),求:
(1)只闭合电键S1,解除对金属棒ab锁定,M由静止开始向下运动。1.6s时ab棒沿倾斜轨道向上的速度为2m/s,则在1.6s时间内电阻R上产生的热量Q为多大?
(2)只闭合电键S2,解除对金属棒ab锁定,重物M仍由原位置静止下落。当金属棒ab运动到倾斜轨道末端时剪断轻绳(棒进入水平轨道过程中无能量损失),则ab在水平导轨上的稳定后速度大小为?

【答案】(1)在1.6s时间内电阻R上产生的热量Q为3.2J;
(2)ab在水平导轨上的稳定后速度大小为4m/s。
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:265引用:2难度:0.2
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    发布:2024/9/27 0:0:1组卷:230引用:1难度:0.4
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