如圖,兩根足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在絕緣水平面上,兩平行傾斜絕緣軌道固定在斜面上,水平導(dǎo)軌與傾斜軌道在傾斜軌道的底部bc處平滑連接,軌道間距為L=1m,傾斜軌道的傾角為θ=37°。在水平導(dǎo)軌的右側(cè)abcd區(qū)域內(nèi)存在方向向上、磁感應(yīng)強度大小為B=2T的勻強磁場。現(xiàn)有多根長度也為L=1m的相同金屬棒先后依次從傾斜軌道上高為h=154m的MN處由靜止釋放(釋放前不與導(dǎo)軌接觸),前一根金屬棒剛好離開磁場時釋放后一根金屬棒,發(fā)現(xiàn)第1根金屬棒穿越磁場區(qū)域的時間為t=1s。已知每根金屬棒的質(zhì)量為m=2kg,電阻為R=2Ω,ad∥bc∥MN且與軌道垂直,不計水平導(dǎo)軌的電阻,金屬棒與水平導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒與傾斜軌道的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6。求:
(1)磁場區(qū)域的長度sab;
(2)第2根金屬棒剛進入磁場時的加速度大??;
(3)第6根金屬棒剛出磁場時,第4、5兩根金屬棒的速度大小之比;
(4)第n根金屬棒在磁場中運動的過程,第1根金屬棒上產(chǎn)生的熱量。
h
=
15
4
m
【考點】導(dǎo)體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;電磁感應(yīng)過程中的動力學(xué)類問題;電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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