如圖所示,質(zhì)量為m的跨接桿ab可以無摩擦地沿水平的導軌滑行,兩軌間寬為L,導軌與電阻R連接,放在豎直向下的勻強磁場中,磁感強度為B。桿從x軸原點O以大小為vo的水平初速度向右滑行,直到靜止。已知桿在整個運動過程中速度v和位移x的函數(shù)關系是:v = v0- B2L2 。桿及導軌的電阻均不計。

   (1)試求桿所受的安培力F隨其位移x變化的函數(shù)式。

   (2)求出桿開始運動到停止運動過程中通過R的電量。

   (3)求出電阻R所增加的內(nèi)能E

(1)安培力  F = BIL      

式中   I =      

據(jù)題意,桿的速度v和位移x的函數(shù)關系為:v = v0- B2L2

所以,      F = = -  

由上式可知,安培力F與位移x成線性關系。

(2)

(3)根據(jù)能量守恒,桿的動能完全轉(zhuǎn)化為電阻R的內(nèi)能 ΔE =ΔEK = mv02

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如圖所示,質(zhì)量為M的斜面放置于水平面上,其上有質(zhì)量為m的小物塊,各接觸面均無摩擦力,第一次將水平力F1加在M上,第二次將F2加在m上,兩次都要求m與M不發(fā)生相對滑動,則F1與F2的比為( 。

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