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如图,两条平行的粗糙金属导轨固定在倾角为θ=37°的绝缘斜面上,导轨间距d=0.5m,导轨上端连接一个定值电阻.导体棒a、b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域
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问题描述:

如图,两条平行的粗糙金属导轨固定在倾角为θ=37°的绝缘斜面上,导轨间距d=0.5m,导轨上端连接一个定值电阻.导体棒a、b放在导轨上,与导轨垂直并良好接触.斜面上水平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=2T.现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒处于静止并恰好不受摩擦力.当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨.当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动.已知a棒的电阻r=1Ω,b棒和定值电阻的阻值均为R=2Ω,a棒的质量ma=0.2kg,b棒的质量mb=0.1kg,取重力加速度g=10m/s2,导轨电阻不计.求(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)a棒沿导轨向上匀速运动的速度v1的大小;

(2)a棒与导轨间的滑动摩擦因数μ;

(3)a棒在磁场中沿导轨向上匀速运动时所受到的拉力F.

何吉利回答:
  (1)a棒为电源,b棒和电阻R等值电阻,根据串并联电路特点,得:I
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