问题 问答题

如图所示,两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m,导轨平面与水平面夹角为,导轨上端跨接一定值电阻R=1.6,导轨电阻不计.整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场中,金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置,且与导轨保持良好接触,其长刚好为d、质量度m=0.10kg、电阻r=0.40,距导轨底端的距离。另一根与金属棒平行放置的绝缘棒gh长度也为d,质量为m/2,从轨道最低点以速度沿轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极短),碰后金属棒沿导轨上滑后再次静止。测得从碰撞至金属棒静止过程中电阻R上产生的焦耳热为。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为,取,求:

(1)碰后瞬间两棒的速度

(2)碰后瞬间金属的加速度

(3)金属棒在导轨上运动的时间

答案

(1)方向沿导轨向下

(2)方向沿导轨向下

(3)

(1)碰前:

由动能定理:① (1分)

………………………………………………………………② (1分)

碰后:

由能量守恒:………③ (2分)

…………………………………………………………④ (1分)

解方程组方向沿导轨向上…………………………………⑤ (1分)

相碰:由动量守恒 ……………………………⑥ (2分)

方向沿导轨向下…………………………………………⑦ (1分)

(2) ………………………………………⑧ (1分)

………………………………………………………⑨ (1分)

……………………………………⑩ (1分)

方向沿导轨向下…………………………………………11(1分)

(3)………………………………………………………12(1分)

…………………………………………13 (1分)

…………………………………14(1分)

由动量定理:…………15(2分)

……………………………………………… 16(1分)

解方程…………………………………… 17(1分)

单项选择题
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