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  • 如图所示,无限长金属导轨 \(EF\)\(PQ\)固定在倾角为 \(θ\)\(=53^{\circ}\)的光滑绝缘斜面上,轨道间距 \(L\)\(=1 m\),底部接入一阻值为 \(R\)\(=0.4Ω\)的定值电阻,上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度 \(B\)\(=2T\)。一质量为 \(m\)\(=0.5kg\)的金属棒 \(ab\)与导轨接触良好, \(ab\)与导轨间动摩擦因数 \(μ\)\(=0.2\), \(ab\)连入导轨间的电阻 \(r\)\(=0.1Ω\),电路中其余电阻不计。现用一质量为 \(M\)\(=2.86kg\)的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与 \(ab\)相连。由静止释放 \(M\),当 \(M\)下落高度 \(h\)\(=2.0 m\)时, \(ab\)开始匀速运动\((\)运动中 \(ab\)始终垂直导轨,并接触良好\()\)。不计空气阻力,\(\sin 53^{\circ}=0.8\),\(\cos 53^{\circ}=0.6\),取 \(g\)\(=10m/s^{2}\)。求:

    \((1)\)\(ab\)棒沿斜面向上运动的最大速度\(v_{m}\)

    \((2)\)\(ab\)棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻\(R\)上产生的焦耳热\(Q_{R}\)和流过电阻\(R\)的总电荷量\(q\)

    【考点】电磁感应中电路类问题,带电粒子在匀强磁场中的运动规律,导体切割磁感线产生的感应电动势,电磁感应中能量类问题,能量守恒定律,平衡条件的应用,闭合电路欧姆定律
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    难度:较难
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