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如图所示,“U”形金属导轨放置在水平桌面上,质量M=lkg,导轨间距d=2m,导轨间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=1T,导轨上垂直于导轨平放质量为m=0.5kg的导体棒,跨过光滑滑轮的轻绳一端...
题目内容:
如图所示,“U”形金属导轨放置在水平桌面上,质量M=lkg,导轨间距d=2m,导轨间存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=1T,导轨上垂直于导轨平放质量为m=0.5kg的导体棒,跨过光滑滑轮的轻绳一端悬挂质量也为m的物块,另一端连接导体棒,水平面上的轻绳始终与导体棒垂直,与导轨平行,重力加速度取g=l0m/s2,导体棒电阻R=2Ω,其余电阻不计,导轨与导体棒接触良好且摩擦不计,导轨与水平桌面间的动摩擦因数为μ=0.1,运动过程中导体棒始终与导轨垂直且未滑出导轨,也未与滑轮相撞,物块未落地,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则:
(1)若将导轨固定,由静止释放导体棒,求导体棒运动的最大速度。
(2)若将导轨和导体棒同时由静止释放,导体棒运动一段时间后,导轨也开始运动,此后某一时刻导体棒的加速度为α1=2.5m/s2,求此时导轨的加速度α2。
(3)若将导轨和导体棒同时由静止释放,导体棒运动一段时间后,导轨也开始运动,并以导轨刚要开始运动时为计时起点,则经过时间t=0.5s,物块下降h=0.725m,此时导轨的速度v1=0.5m/s,导体棒的速度v2=2m/s,求这段时间内回路中产生的焦耳热Q(结果保留三位有效数字)。
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