如圖,兩平行光滑金屬導(dǎo)軌ABC、A'B'C'的左端接有阻值為R的定值電阻Z,間距為L,其中AB、A'B'固定于同一水平面(圖中未畫出)上且與豎直面內(nèi)半徑為r的14光滑圓弧形導(dǎo)軌BC、B'C'相切于B、B'兩點。矩形DBB'D'區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場。導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量為m、電阻值為R、長度為L,ab棒在功率恒定、方向水平向右的推力作用下由靜止開始沿導(dǎo)軌運動,經(jīng)時間t后撤去推力,然后ab棒與另一根相同的導(dǎo)體棒cd發(fā)生碰撞并粘在一起,以32gr的速率進入磁場,兩導(dǎo)體棒穿過磁場區(qū)域后,恰好能到達CC'處。重力加速度大小為g,導(dǎo)體棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計導(dǎo)軌的電阻。
(1)求該推力的功率P;
(2)求兩導(dǎo)體棒通過磁場右邊界BB'時的速度大小v;
(3)求兩導(dǎo)體棒穿越磁場的過程中定值電阻Z產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(4)兩導(dǎo)體棒到達CC'后原路返回,請通過計算判斷兩導(dǎo)體棒能否再次穿過磁場區(qū)域。若不能穿過,求出兩導(dǎo)體棒停止的位置與DD'的距離x。
1
4
2
gr
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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