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如图(a),质量为M=2kg的足够长金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为m=1.5kg的导体棒PQ放置在导轨上,始终与导轨接触良好,PQbc构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为μ=0.6,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨bc段长为L=1m,开始时PQ左侧导轨的总电阻为R=1Ω,右侧导轨单位长度的电阻为R0=1Ω/m。以ef为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,两侧磁场的磁感应强度大小相等。在t=0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的bc边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动。已知当t1=0时,水平拉力F1=11N;当t2=2s时,水平拉力F2=14.6N。
(1)求磁感应强度B的大小和金属导轨加速度的大小;
(2)某过程中回路产生的焦耳热为Q=0.5×102J,导轨克服摩擦力做功为W=1.5×102J,求导轨动能的增加量;
(3)请在图(b)的坐标系中画出拉力F随时间t变化的关系图线,并要求在坐标轴上标出图线关键点的坐标值(要求写出分析过程)。
【回答】
代入上式得 a=1m/s2 ,
B=2.37T (5分)
知识点:专题八 电磁感应
题型:综合题
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