
(2024·山东日照·二模)如图所示,电阻不计的足够长的光滑水平平行金属导轨、
间距
,其内有竖直向下、磁感应强度
的匀强磁场,导轨左侧接一电动势
、内阻不计的电源,质量
、电阻
的金属棒静止在导轨上,与两平行金属导轨垂直且接触良好。下方光滑平行金属导轨
、
右端闭合,电阻不计,间距也为L,正对
、
放置,其中
、
为半径
、圆心角
的圆弧,与水平轨道
、
相切于P、O两点。以O点为坐标原点,沿导轨向右建立坐标系,OP右侧
的区域内存在磁感应强度大小为
的磁场,磁场方向竖直向下。闭合开关S后金属棒在水平导轨上向右运动至速度稳定,最后自
处抛出且恰好能从
处沿切线进入圆弧轨道,仍与两平行金属导轨垂直且接触良好。已知重力加速度
。
(1)求金属棒刚离开时的速度大小
;
(2)求金属棒在水平导轨上向右运动至速度刚好稳定的过程中,通过金属棒的电荷量q和金属棒中产生的焦耳热;
(3)若金属棒进入磁场区域时,立刻给金属棒施加一个水平向右的拉力F,使金属棒匀速穿过磁场
区域,求此过程中金属棒产生的焦耳热
。
【答案】(1)1m/s;(2)0.5C,0.5J;(3)36J
该题有详细解析可以查阅
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