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  • 更新 2022-09-03
  • 科目 物理
  • 题型 计算题
  • 难度 较难
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如图所示,金属导轨 M N C P Q D M N P Q 平行且间距为 L ,所在平面与水平面夹角为 α N Q 连线与 M N 垂直, M P 间接有阻值为R的电阻;光滑直导轨 N C Q D 在同一水平面内,与 N Q 的夹角都为锐角 θ 。均匀金属棒 a b e f 质量均为 m ,长均为 L a b 棒初始位置在水平导轨上与 N Q 重合; e f 棒垂直放在倾斜导轨上,与导轨间的动摩擦因数为 μ μ 较小),由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出)。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和 a b 棒的电阻, e f 棒的阻值为 R ,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,忽略感应电流产生的磁场,重力加速度为 g
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(1)若磁感应强度大小为B,给 a b 棒一个垂直于 N Q 、水平向右的速度 v 1 ,在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止, e f 棒始终静止,求此过程 e f 棒上产生的热量;

(2)在(1)问过程中, a b 棒滑行距离为 d ,求通过 a b 棒某横截面的电荷量;

(3)若 a b 棒以垂直于 N Q 的速度 v 2 在水平导轨上向右匀速运动,并在 N Q 位置时取走小立柱1和2,且运动过程中 e f 棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下 a b 棒运动的最大距离。

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如图所示,金属导轨MNC和PQD,MN与PQ平行且间距为L,