如图,金属平行导线框
MM′N′N和平行导轨
PQR、
P′Q′R′分别固定在高度差为
h(数值未知)的水平台面上。导线框
MM′N′N左端接有电源,
MN与
M′N′的间距为
L = 0.10m,线框空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度
B1 =" 0.20" T;平行导轨间距离为
L = 0.10m,其中
PQ与
P′Q′是圆心角为60°、半径为
r =" 0.20" m的圆弧导轨,
QR与
Q′R′是水平长直导轨,
Q Q′右侧有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度
B2 =" 0.40" T。导体棒
a质量
m1 =" 0.02" kg,电阻
R1 = 2.0Ω,放置在导线框右侧
N′N边缘处;导体棒
b质量
m2 =" 0.04" kg,电阻
R2 = 4.0Ω,放置在水平导轨某处。闭合开关K后,通过电源的电荷量
q =" 2.0" C,导体棒
a从NN水平抛出,恰能无碰撞地从
PP′处滑入平行导轨。重力加速度g取10m/s
2,求:
(1)导体棒
a离开
NN′时的速度;
(2)导体棒
b的最大加速度;(结果可保留根式)
(3)导体棒
b中产生的焦耳热。
