將兩足夠長的平行直導(dǎo)軌MN、PQ固定在絕緣斜面上,已知導(dǎo)軌與水平面之間的夾角為θ=30°,兩導(dǎo)軌之間的距離為L=2m,下端接有R=1.5Ω的定值電阻,如圖甲所示。在整個空間加一范圍足夠大且方向垂直導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,t=0時磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直導(dǎo)軌平面向上。將一質(zhì)量為m=1.4kg、阻值為r=0.5Ω、長度為L=2m的導(dǎo)體棒垂直地放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌始終接觸良好,開始時導(dǎo)體棒與MP的距離為L1=1m,其他電阻不計(jì),已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ=337,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)如果導(dǎo)體棒在0~1s內(nèi)始終不動,求流過定值電阻的電流大小以及方向;
(2)分析t=1.1s時導(dǎo)體棒所處的狀態(tài)以及此時所受摩擦力的大小和方向;
(3)如果t=1.2s時在導(dǎo)體棒上加一沿導(dǎo)軌向上的外力F,使導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向上以a=5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動,寫出該外力隨時間變化的表達(dá)式。
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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