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菁優(yōu)網(wǎng)某同學(xué)設(shè)計了電磁健身器,簡化裝置如圖所示。兩根平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.50m,傾角θ=53°,導(dǎo)軌上端接一個R=0.05Ω的電阻。在導(dǎo)軌間長d=0.56m的區(qū)域內(nèi),存在方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T。質(zhì)量m=4.0kg的金屬棒CD水平置于導(dǎo)軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與輕的拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24m。一位健身者用F=80N的恒力沿繩拉動GH桿,CD棒由靜止開始運(yùn)動,上升過程中CD棒始終與導(dǎo)軌垂直。當(dāng)CD棒到達(dá)磁場上邊界時健身者松手,觸發(fā)恢復(fù)裝置使CD棒回到初始位置。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,不計其它電阻、摩擦力,以及拉桿和繩索的質(zhì)量。求:
(1)CD棒進(jìn)入磁場前的加速度a和進(jìn)入磁場時速度v的大?。?br />(2)通過數(shù)據(jù)計算,說明CD棒進(jìn)入磁場后的運(yùn)動情況。
(3)某健身者沒有保持80N的恒定拉力,若測出CD棒每次到達(dá)磁場上邊緣時的速度為2m/s,CD棒每次上升過程中,電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q=22.4J。則這位健身者完成100次動作,消耗多少熱量?
(4)若某位健身者的力氣比較大,使用這套健身器材為了能達(dá)到較好的鍛煉效果,是否一定要對裝置做出改進(jìn)或調(diào)節(jié)?給出理由。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:32引用:2難度:0.4
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    發(fā)布:2024/10/31 15:30:1組卷:106引用:1難度:0.5
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