間距為L的兩平行金屬導(dǎo)軌由傾斜部分和水平部分(足夠長)平滑連接而成,傾斜部分導(dǎo)軌與水平面間夾角為θ,導(dǎo)軌上端連有阻值為R的定值電阻??臻g分布著如圖所示的磁場,磁場方向垂直傾斜導(dǎo)軌平面ACDE向上,區(qū)域GFIH內(nèi)的磁場方向豎直向上,兩處的磁感應(yīng)強度大小均為B,DEFG為無場區(qū)域?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電阻為r的細金屬棒與導(dǎo)軌垂直放置,由圖示位置靜止釋放后沿導(dǎo)軌運動,最終靜止在水平導(dǎo)軌上。乙圖為該金屬棒運動過程中的速率v隨時間t的變化圖象(以金屬棒開始運動時刻為計時起點,金屬棒在斜面上運動過程中已達到最大速度,T已知)。不計摩擦阻力及導(dǎo)軌的電阻。
(1)求金屬棒運動過程中的最大速度,即乙圖中的vm;
(2)金屬棒在整個運動過程中何時加速度最大?并求出該加速度值am;
(3)若金屬棒釋放處離水平導(dǎo)軌的高度為h(見圖),求:
①金屬棒在導(dǎo)軌傾斜部分運動時,通過電阻R的電荷量;
②金屬棒在整個運動過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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