题目内容


如图,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成q=300角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上,其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R。现从静止释放ab,改变变阻箱的阻值R,测得最大速度为vm,得到与的关系如图所示。若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:

(1)金属杆的质量m和定值电阻的阻值R1;

(2)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的加速度为gsinq时,此时金属杆ab运动的速度;

(3)当变阻箱R取4Ω时,且金属杆ab运动的速度为时,定值电阻R1消耗的电功率。


 (1)总阻值

当达到最大速度时杆平衡:

根据图像代入数据,得:

(2)金属杆ab运动的加速度为时

  根据牛顿第二定律:

    

   代入数据得:

(3)当变阻箱R取4Ω时,根据图像得

     

  


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