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  • 1. (2021高二下·乐山期中) 如图所示,倾角为θ=30°、宽度为d=1 m、长为L=4 m的光滑倾斜导轨,导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻R0=15 Ω,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=5 T,C1A1、C2A2是长为s=4.5 m的粗糙水平轨道,A1B1、A2B2是半径为R=0.5 m处于竖直平面内的 光滑圆环(其中B1、B2为弹性挡板),整个轨道对称.在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m=2 kg、电阻不计的金属棒MN,当开关S闭合时,金属棒从倾斜轨道顶端静止释放,已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达到最大速度,当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S,(不考虑金属棒MN经过C1、C2处和棒与B1、B2处弹性挡板碰撞时的机械能损失,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之间的动摩擦因数为μ=0.1,g=10 m/s2)。求:

    1. (1) 开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度大小;
    2. (2) 金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q;
    3. (3) 已知金属棒会多次经过圆环最低点A1A2 , 求金属棒经过圆环最低点A1A2时对轨道压力的最小值。

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