如图所示,两根相互平行的光滑金属轨道相距为L,其右侧轨道在同一水平面内,其左侧轨道为曲面,与右侧水平轨道平滑连接,电阻均不计。水平轨道上有宽度为2d、方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。金属棒a、b均与轨道垂直放置,与轨道接触的两点间的电阻值均为R,b棒放置在磁场中间位置。a棒质量为m、b棒质量为2m。将a棒从左侧轨道某处静止释放,下滑过程中始终保持水平,当a棒进入磁场时测得流过b棒的电流为I。重力加速度为g。

(1)求a棒进入磁场时b棒的加速度;
(2)求a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度h;
(3)若a棒滑到磁场中间位置(原b棒位置)时速率为刚进磁场时的12,求此时b棒的速率并分析判断b棒是否已经离开磁场。
1
2
【答案】(1)a棒进入磁场时b棒的加速度为,方向向右;
(2)a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度为;
(3)若a棒滑到磁场中间位置(原b棒位置)时速率为刚进磁场时的,此时b棒的速率为,b棒没有离开磁场。
BIL
2
m
(2)a棒在左侧轨道静止释放时距水平轨道的高度为
2
I
2
R
2
g
B
2
L
2
(3)若a棒滑到磁场中间位置(原b棒位置)时速率为刚进磁场时的
1
2
IR
2
BL
【解答】
【点评】
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