如圖所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相距一段距離不重疊，磁場(chǎng)Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場(chǎng)Ⅱ的右邊界CD處?，F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。

（1）若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為
1
5
mg,將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求：金屬棒a剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)，通過金屬棒b的電流大??；若金屬棒a在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止，通過計(jì)算分析金屬棒a釋放時(shí)的高度h應(yīng)滿足的條件；
（2）若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ．設(shè)兩磁場(chǎng)區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：540引用：8難度：0.1

相似題

1．如圖，平行金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分組成，傾斜部分是兩個(gè)豎直放置的四分之一光滑圓弧導(dǎo)軌，圓弧半徑為0.4m.水平部分是兩段均足夠長(zhǎng)但不等寬的光滑導(dǎo)軌，且CC'=3AA'=1.2m,水平導(dǎo)軌與圓弧導(dǎo)軌在AA′處平滑連接。整個(gè)裝置處于范圍足夠大、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域遠(yuǎn)大于導(dǎo)軌面積，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=10T，兩根完全相同的導(dǎo)體棒MN、PQ的質(zhì)量均為0.6kg,長(zhǎng)度為1.2m,電阻均為3.0Ω。若PQ固定，現(xiàn)給導(dǎo)體棒MN一個(gè)大小為2m/s、豎直向下的初速度，同時(shí)對(duì)其施如外力F，使其恰好沿圓弧導(dǎo)軌從最高點(diǎn)勻速率下滑，導(dǎo)體棒剛到達(dá)AA′瞬間，撤去外力F的作用，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒MN、PQ與導(dǎo)軌一直接觸良好。重力加速度g=10m/s²，π取3，下列判斷正確的是（　?。?br />

A．導(dǎo)體棒MN從圓弧導(dǎo)軌最高點(diǎn)下滑到AA′的過程中，外力F對(duì)MN做的功為2.4J

B．導(dǎo)體棒MN從圓弧導(dǎo)軌最高點(diǎn)下滑到AA′的過程中，MN上產(chǎn)生的焦耳熱為0.6J

C．導(dǎo)體棒MN從圓弧導(dǎo)軌最高點(diǎn)下滑到AA′時(shí)，MN兩端點(diǎn)的電壓為6V

D．若MN到達(dá)AA′位置時(shí)釋放PQ，此時(shí)到兩棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定時(shí)通過回路的電荷量為0.03C

發(fā)布：2024/11/5 11:30:2組卷：179引用：1難度：0.3

A．金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B．電路產(chǎn)生的焦耳熱等于mgh-

-f

sinθ

C．金屬桿損失的機(jī)械能等于mgh-

D．金屬桿所受安培力的沖量大小為mv_m

發(fā)布：2024/11/6 2:30:4組卷：187引用：2難度：0.5

A．通過電阻R的電量為

B．金屬棒受到的安培力的沖量大小為

C．金屬棒克服安培力做的功為

（

）

D．電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為

（

）

發(fā)布：2024/11/7 2:0:2組卷：144引用：1難度：0.5

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