Question

如圖，MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成q=300角固定，軌距為L=1m，質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上，其阻值忽略不計�？臻g存在勻強磁場，磁場方向垂直于軌道平面向上，磁感應(yīng)強度為B=0.5T。P、M間接有阻值R1的定值電阻，Q、N間接變阻箱R�，F(xiàn)從靜止釋放ab，改變變阻箱的阻值R，測得最大速度為vm，得到與的關(guān)系如圖所示。若軌道足夠長且電阻不計，重力加速度g取l0m/s2。求：

（1）金屬桿的質(zhì)量m和定值電阻的阻值R1；

（2）當變阻箱R取4Ω時，且金屬桿ab運動的加速度為gsinq時，此時金屬桿ab運動的速度；

（3）當變阻箱R取4Ω時，且金屬桿ab運動的速度為時，定值電阻R1消耗的電功率。

Answer 1

 (1)總阻值

當達到最大速度時桿平衡：

根據(jù)圖像代入數(shù)據(jù)，得：

（2）金屬桿ab運動的加速度為時

  根據(jù)牛頓第二定律：

    

   代入數(shù)據(jù)得：

（3）當變阻箱R取4Ω時，根據(jù)圖像得