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如图所示,、为“”型的平行光滑金属导轨,轨道足够长电阻不计,宽度为,其中、段等长且表面光滑绝缘,轨道斜面与水平面的夹角为θ。轨道所在空间有一竖直向上的磁感应
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问题描述:

如图所示,、为“”型的平行光滑金属导轨,轨道足够长电阻不计,宽度为,其中、段等长且表面光滑绝缘,轨道斜面与水平面的夹角为θ。轨道所在空间有一竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场。在上轨道的底端有一固定绝缘挡板。现有质量均为,电阻均为的细金属杆和,将放在挡板上,杆从下轨道的顶端由静止释放。
(1)若杆刚滑出绝缘段时,杆对挡板恰
无压力,求此时杆的速度大小;   
(2)若延长绝缘段的长度,使杆进入导电
段时的速度大小为。
①求杆匀速时的速度大小;
②从杆刚开始运动起至、杆的速度比
为时,系统重力势能减少了,求整个过程中回路产生的焦耳热

李艳红回答:
  如图所示,、为“”型的平行光滑金属导轨,轨道足够长电阻不计,宽度为,其中、段等长且表面光滑绝缘,轨道斜面与水平面的夹角为θ。轨道所在空间有一竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场。在上轨道的底端有一固定绝缘挡板。现有质量均为,电阻均为的细金属杆和,将放在挡板上,杆从下轨道的顶端由静止释放。(1)若杆刚滑出绝缘段时,杆对挡板恰无压力,求此时杆的速度大小;   (2)若延长绝缘段的长度,使杆进入导电段时的速度大小为。①求杆匀速时的速度大小;②从杆刚开始运动起至、杆的速度比为时,系统重力势能减少了,求整个过程中回路产生的焦耳热①②      (1)此时b杆受力分析如图:   ① (2分)   ② (1分)   ③ (1分)   ④ (2分)   联解有:   (2)①过程中a、b杆的受力分析如图:   据动量定理可知,a杆增加的动量大小与b杆减少的动量大小相等,即a、b杆动量大   小之和不变。   ⑤ (2分)   b杆匀速时,a杆也匀速,其速度差为,对b杆进行受力讨论:   ⑥ (2分)   解之有 (2分)   与⑤联解得:   或 (2分)   (2)②设此时b杆速度为:   ⑦ (2分)   功能关系有: ⑧(2分)   联解有:   或
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