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【如图所示,PQ和MN是固定于倾角为30°斜面内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计.金属棒ab、cd放在轨道上,始终与轨道垂直,且接触良好.金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m】
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问题描述:

如图所示,PQ和MN是固定于倾角为30°斜面内的平行光滑金属轨道,轨道足够长,其电阻可忽略不计.金属棒ab、cd放在轨道上,始终与轨道垂直,且接触良好.金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m,长度均为L、电阻均为R;两金属棒的长度恰好等于轨道的间距,并与轨道形成闭合回路.整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中,若锁定金属棒ab不动,使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下,沿轨道向上做匀速运动.重力加速度为g;

(1)试推导论证:金属棒cd克服安培力做功的功率P安等于电路获得的电功率P电;

(2)设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t0=0,恒力大小变为F′=1.5mg,方向不变,同时解锁、静止释放金属棒ab,直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动;求:

①t时刻以后金属棒ab的热功率Pab;

②0~t时刻内通过金属棒ab的电量q.

胡芳回答:
  (1)金属棒cd做匀速运动的速度为v,   电动势为:E=BLv   电流为:I=E2R
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