如圖所示,兩根完全相同的金屬導(dǎo)軌平行固定,導(dǎo)軌間距L=2m,不計導(dǎo)軌電阻,導(dǎo)軌由三部分組成,MM′左側(cè)部分光滑(MM′為傾斜部分水平末端),MG、M′G′在水平面內(nèi),GH、G′H′部分是半徑為r=0.1m的四分之一圓光滑軌道,G′剛好在圓心O正上方,所有交接處平滑連接。HH'間串聯(lián)R=0.2Ω的電阻,PP'GG′區(qū)域有磁感應(yīng)強度大小B=0.2T,方向豎直向上的矩形勻強磁場;PP′、GG'間距x1=1.25m,M′G′、MG長度x=4.75m。兩導(dǎo)體棒a、b質(zhì)量均為m=1kg,電阻分別為Ra=0.2Ω,Rb=0.1Ω。a、b與金屬導(dǎo)軌水平部分滑動摩擦因素μ=0.1。初始時刻b靜止在MM′處,將a從距水平面高h(yuǎn)=0.8m的導(dǎo)軌上水平靜止釋放,a沿導(dǎo)軌滑下后與b在MM′處發(fā)生彈性碰撞,b最終從GG′處剛好無壓力水平飛出。(運動過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終垂直并接觸良好,重力加速度g=10m/s2)求:
(1)a、b剛碰后b的速度大小v1和b水平飛出時的速度大小v2;
(2)b運動過程中,R上產(chǎn)生的焦耳熱QR;
(3)在MM′到GG'段平均速度大小v。
v
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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