如圖甲所示,彎折成90°角的兩根足夠長金屬導軌平行放置,形成左右兩導軌平面,左導軌平面與水平面成53°角,右導軌平面與水平面成37°角,兩導軌相距L=0.2m,電阻不計。質(zhì)量均為m=0.1kg,電阻均為R=0.1Ω的金屬桿ab、cd與導軌垂直接觸形成閉合回路,金屬桿與導軌間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B=1.0T,方向平行于左導軌平面且垂直右導軌平面向上的勻強磁場中。t=0時刻開始,ab桿以初速度v1沿右導軌平面下滑。t=1s時刻開始,對ab桿施加一垂直ab桿且平行右導軌平面向下的力F,使ab開始做勻加速直線運動。cd桿運動的v-t圖象如圖乙所示(其中第1s、第3s內(nèi)圖線為直線).若兩桿下滑過程均保持與導軌垂直且接觸良好,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:(1)在第1秒內(nèi)cd桿受到的安培力的大?。?br />(2)ab桿的初速度v1;
(3)若第2s內(nèi)力F所做的功為9J,求第2s內(nèi)cd桿所產(chǎn)生的焦耳熱。
【考點】導體平動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢;電磁感應(yīng)過程中的能量類問題;根據(jù)v-t圖像的物理意義對比多個物體的運動情況;牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;安培力的計算公式及簡單應(yīng)用;閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達式.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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