如图所示,两根足够长平行金属导轨
MN、
PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上,顶部接有一阻值
R=1Ω的定值电阻,下端开口,轨道间距
L=1
m。整个装置处于磁感应强度
B=4
T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。质量
m=2
kg的金属棒
ab置于导轨上,
ab在导轨之间的电阻
r=1Ω,电路中其余电阻不计。金属棒
ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好。已知金属棒
ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力影响。sin37°=0.6,cos37°=0.8,取
g=10
m/
s2.求:
(1)金属棒
ab沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小
am(2)金属棒
ab沿导轨向下运动的最大速度
vm;
(3)金属棒
ab沿导轨向下运动过程中,电阻
R上的最大电功率
PR;
(4)若从金属棒
ab开始运动至达到最大速度过程中回路中产生的焦耳热总共为3.75
J,求金属棒
ab开始运动至达到最大速度过程中,金属棒
ab下滑位移的大小
S及流过电阻
R的总电荷量
q。
