如圖(a)所示,兩個(gè)完全相同的“人”字型金屬軌道面對(duì)面正對(duì)著固定在豎直平面內(nèi),間距為d,它們的上端公共軌道部分保持豎直,下端均通過(guò)一小段彎曲軌道與一段直軌道相連,底端置于絕緣水平桌面上.MM′、PP′(圖中虛線)之下的直軌道MN、M′N′、PQ、P′Q′長(zhǎng)度均為L(zhǎng)且不光滑(軌道其余部分光滑),并與水平方向均構(gòu)成37°斜面,在左邊軌道MM′以下的區(qū)域有垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在右邊軌道PP′以下的區(qū)域有平行于斜面但大小未知的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Bx,其它區(qū)域無(wú)磁場(chǎng).QQ′間連接有阻值為2R的定值電阻與電壓傳感器(e、f為傳感器的兩條接線).另有長(zhǎng)度均為d的兩根金屬棒甲和乙,它們與MM′、PP′之下的軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=18.甲的質(zhì)量為m、電阻為R;乙的質(zhì)量為2m、電阻為2R.金屬軌道電阻不計(jì).先后進(jìn)行以下兩種操作:
操作Ⅰ:將金屬棒甲緊靠豎直軌道的左側(cè),從某處由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到底端NN′過(guò)程中棒始終保持水平,且與軌道保持良好電接觸,計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的電壓-時(shí)間關(guān)系圖象U-t圖如圖(b)所示(圖中U已知);
操作Ⅱ:將金屬棒甲緊靠豎直軌道的左側(cè)、金屬棒乙(圖中未畫出)緊靠豎直軌道的右側(cè),在同一高度將兩棒同時(shí)由靜止釋放.多次改變高度重新由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)中兩棒始終保持水平,發(fā)現(xiàn)兩棒總是同時(shí)到達(dá)桌面.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)試判斷圖(a)中的e、f兩條接線,哪一條連接電壓傳感器的正接線柱;
(2)試求操作Ⅰ中甲釋放時(shí)距MM′的高度h;
(3)試求操作Ⅰ中定值電阻上產(chǎn)生的熱量Q;
(4)試問(wèn)右邊軌道PP′以下的區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)Bx的方向和大小如何?在圖(c)上畫出操作Ⅱ中計(jì)算機(jī)屏幕上可能出現(xiàn)的幾種典型的U-t關(guān)系圖象.
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【考點(diǎn)】傾斜平面內(nèi)的導(dǎo)軌滑桿模型;電磁感應(yīng)過(guò)程中的能量類問(wèn)題;電磁感應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)類問(wèn)題;電磁感應(yīng)過(guò)程中的電路類問(wèn)題.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:258引用:2難度:0.1
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