小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示，兩根平行金屬導軌相距l(xiāng)=0.50m,傾角θ=53°，導軌上端串接一個R=0.05Ω的電阻。在導軌間長d=0.56m的區(qū)域內(nèi)，存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度B=2.0T。質量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導軌上，用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用恒力F=80N拉動GH桿，CD棒由靜止開始運動，上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直。當CD棒到達磁場上邊界時健身者松手，觸發(fā)恢復裝置使CD棒回到初始位置（重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，不計其他電阻、摩擦力以及拉桿GH和繩索的質量）。求：
（1）CD棒進入磁場時速度v的大小；
（2）CD棒進入磁場時所受的安培力的大??；
（3）在拉升CD棒的過程中，健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：264引用：3難度：0.5
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1．如圖所示，電阻不計的光滑金屬導軌由直窄軌AB、CD以及直寬軌EF、GH組合而成，窄軌和寬軌均處于同一水平面內(nèi)，AB、CD等長且與EF、GH均相互平行，BE、GD等長、共線，且均與AB垂直，窄軌間距為，寬軌間距為L。窄軌和寬軌之間均有豎直向上的磁感應強度為B的勻強磁場。由同種材料制成的相同金屬直棒a、b始終與導軌垂直且接觸良好，棒長為L、質量為m、電阻為R。初始時b棒靜止于導軌EF段某位置，a棒從AB段某位置以初速度v0向右運動，且a棒距窄軌右端足夠遠，寬軌EF、GH足夠長。下列判斷正確的是（ ?。?/h2>L2發(fā)布：2024/12/20 1:30:2組卷：336引用：3難度：0.3 -
2．如圖所示，兩水平虛線間存在垂直于紙面方向的勻強磁場，磁感應強度大小為B，邊長為h的正方形導體框由虛線1上方無初速度釋放，在釋放瞬間ab邊與虛線1平行且相距h。已知導體框的質量為m,總電阻為r,重力加速度為g,cd邊與兩虛線重合時的速度大小均為v=，忽略空氣阻力，導體框在運動過程中不會發(fā)生轉動，則（ ）2gh2發(fā)布：2024/12/19 8:30:1組卷：346引用：2難度：0.4 -
3．某校物理學習興趣小組對英國偉大的物理學家法拉第幾十年如一日地研究電磁感應現(xiàn)象的精神十分欽佩，在學習電磁感應一章的內(nèi)容后，設計了如圖甲所示的簡單裝置來研究電磁感應的相關知識，圖中光滑金屬導軌ab、ac成37°角固定放置在水平面上，在導軌上放置一根質量為m的金屬桿，與導軌交于M、N兩點，且MN間的距離為L0，導軌和金屬桿是用同種材料制成的，單位長度的電阻均為R0。整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。在外力作用下，導體棒由MN處運動到虛線位置（導體棒和ac始終保持垂直），該過程中導體棒的速度的倒數(shù)隨位移變化的關系圖像如圖乙所示。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，在這個運動過程中（ ?。?br />
發(fā)布：2024/12/20 12:0:2組卷：78引用：1難度：0.4
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