题目内容
【题目】如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角，导轨间接一阻值为3Ω的电阻R，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为d=0．5m。导体棒a的质量为m1=0．1kg、电阻为R1=6Ω；导体棒b的质量为m2=0．2kg、电阻为R2=3Ω，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当a刚出磁场时b正好进入磁场。（sin53°＝0．8，cos53°＝0．6，g取10m/s2，a、b电流间的相互作用不计），求：
（1）在b穿越磁场的过程中a、b两导体棒上产生的热量之比；
（2）在a、b两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；
（3）M、N两点之间的距离。
【答案】（1）
（2）1．2J （3）
【解析】
试题分析：（1）由题意知
，当b在磁场中运动的过程中，a与电阻R并联，然后与b串联，故a、b中电流
，再根据Q=I2Rt，可求产生的热量之比
（2）设整个过程中装置上产生的热量为Q，由
，可解得Q=1．2J
（3）设a进入磁场的速度大小为v1，此时电路中的总电阻R总1=7．5Ω
b进入磁场的速度大小为v2，此时电路中的总电阻R总2=5Ω
由
和
，可得
又由
，解得
，
M、N两点之间的距离
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