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高中物理
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综合题
1.
(2021高二下·兰州期中)
如图所示,倾角为
、宽度为d、足够长为L的光滑倾斜导轨C
1
D
1
、C
2
D
2
顶端接有可变电阻R
0
, 倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C
1
A
1
B
1
、C
2
A
2
B
2
为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A
1
B
1
、A
2
B
2
和粗糙的水平轨道C
1
A
1
、C
2
A
2
组成,粗糙的水平轨道长为s,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止由顶端开始自由下滑,在未到达水平轨道前金属棒已达到稳定状态,不考虑金属棒MN经过接点A、C处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数
。则:
(1) 金属棒MN在倾斜导轨CD上运动的过程中,稳定状态的速度多大?
(2) 金属棒MN在倾斜导轨CD上运动的过程中,电阻R
0
上产生的热量Q为多少?
(3) 为了金属棒MN能到达光滑半圆环B点,可变电阻R
0
应满足什么条件?
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