如图所示,两根平行金属导轨
MN、
PQ相距
d=1.0 m,两导轨及它们所在平面与水平面的夹角均为
α=30°,导轨上端跨接一阻值
R=1.6 Ω的定值电阻,导轨电阻不计.整个装置处于垂直两导轨所在平面且向上的匀强磁场中,磁感应强度大小
B=1.0 T.一根长度等于两导轨间距的金属棒
ef垂直于两导轨放置(处于静止),且与导轨保持良好接触,金属棒
ef的质量
m1=0.1 kg、电阻
r=0.4 Ω,到导轨最底端的距离
s1=3.75 m.另一根质量
m2=0.05 kg的绝缘棒
gh,从导轨最底端以速度
v0=10 m/s沿两导轨上滑并与金属棒
ef发生正碰(碰撞时间极短),碰后金属棒
ef沿两导轨上滑
s2=0.2 m后再次静止,此过程中电阻
R产生的焦耳热
Q=0.2 J.已知两棒(
ef和
gh)与导轨间的动摩擦因数均为
μ=

,取
g=10 m/s
2,求:
(1)绝缘棒
gh在与金属棒
ef碰前瞬间的速率
v;
(2)两棒碰后,安培力对金属棒
ef做的功
W以及碰后瞬间金属棒
ef的加速度
a的大小;
(3)金属棒
ef在导轨上运动的时间
t.
