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如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上(导轨电阻不计),导轨间距L=0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ...
题目内容:
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上(导轨电阻不计),导轨间距L=0.4 m,导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ,两区域的边界与斜面的交线为MN.Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下,Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上,两磁场的磁感应强度大小均为B=0.5 T.在区域Ⅰ中,将质量m1=0.1 kg、电阻R1=0.1 Ω的金属条ab放在导轨上.在区域Ⅱ中将质量m2=0.4 kg,电阻R2=0.4 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上。当cd由静止开始下滑时,ab刚好不下滑,cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中,ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,取g=10 m/s2,则在金属条ab出现滑动之前,求:
(1)当cd下滑的速度v1=5m/s时,ab所受的安培力;
(2)当cd从静止下滑到速度v1=5m/s的过程中,cd滑动的距离x=4 m,此过程中ab上产生的热量Q是多少;
(3)要保持金属条ab始终不滑动,cd向下滑动的最大速度v2是多大。
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