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题文

如图(甲)所示,为平行放置的水平金属轨道,为相同半径,平行放置的竖直半圆形金属轨道,为切点,P、Q为半圆轨道的最高点,轨道间距,圆轨道半径,整个装置左端接有阻值的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为等大的长方形区域Ⅰ、Ⅱ,两区域宽度,两区域之间的距离;区域Ⅰ内分布着均匀的变化的磁场B1,变化规律如图(乙)所示,规定竖直向上为B1的正方向;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为右侧的直轨道及半圆形轨道均光滑。质量,电阻的导体棒CD在垂直于棒的水平恒力F拉动下,从处由静止开始运动,到达处撤去恒力F,CD棒可匀速地穿过匀强磁场区,并能通过半圆形轨道的最高点PQ处,最后下落在轨道上的位置离的距离。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程导棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,g取10 m/s2

求:
(1)水平恒力F的大小;
(2)CD棒在直轨道上运动过程中电阻R上产生的热量Q;
(3)磁感应强度B2的大小。

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 电火花计时器、电磁打点计时器
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