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(2013•海珠区模拟)如图,C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨,C1D1和E1F1为两段四分之一圆弧,半径分别为r1=8r和r2=r.在水平矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.导
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问题描述:

(2013•海珠区模拟)如图,C1D1E1F1和C2D2E2F2是距离为L的相同光滑导轨,C1D1和E1F1为两段四分之一圆弧,半径分别为r1=8r和r2=r.在水平矩形D1E1E2D2内有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B.导体棒P、Q的长度均为L,质量均为m,电阻均为R,其余电阻不计,Q停在图中位置,现将P从轨道最高点无初速释放,则

(1)求导体棒P进入磁场瞬间,回路中的电流的大小和方向(顺时针或逆时针);

(2)若P、Q不会在轨道上发生碰撞,棒Q到达E1E2瞬间,恰能脱离轨道飞出,求导体棒P离开轨道瞬间的速度;

(3)若P、Q不会在轨道上发生碰撞,且两者到达E1E2瞬间,均能脱离轨道飞出,求回路中产生热量的范围.

刘春丽回答:
  (1)导体棒P由C1C2下滑到D1D2,根据机械能守恒定律:mgr1=12mv2D,vD=4gr求导体棒P到达D1D2瞬间:E=BLvD回路中的电流:I=E2R=2BLgrR(2)棒Q到达E1E2瞬间,恰能脱离轨道飞出,此时对Q:mg=mv2Qr2vQ=gr设导体...
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