如圖所示,兩根間距為L的金屬導(dǎo)軌MN和PQ,電阻不計,左端向上彎曲,其余水平,水平導(dǎo)軌左端有寬度為d、方向豎直向上的勻強磁場I,右端有另一磁場II,其寬度也為d,但方向豎直向下,磁場的磁感強度大小均為B.有兩根質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b與導(dǎo)軌垂直放置,b棒置于磁場II中點C、D處,導(dǎo)軌除C、D兩處(對應(yīng)的距離極短)外其余均光滑,兩處對棒可產(chǎn)生總的最大靜摩擦力為棒重力的K倍,a棒從彎曲導(dǎo)軌某處由靜止釋放.當只有一根棒作切割磁感線運動時,它速度的減小量與它在磁場中通過的距離成正比,即△v∝△x.
(1)若a棒釋放的高度大于h
0,則a棒進入磁場I時會使b棒運動,判斷b 棒的運動方向并求出h
0.
(2)若將a棒從高度小于h
0的某處釋放,使其以速度v
0進入磁場I,結(jié)果a棒以
的速度從磁場I中穿出,求在a棒穿過磁場I過程中通過b棒的電量q和兩棒即將相碰時b棒上的電功率P
b.
(3)若將a棒從高度大于h
0的某處釋放,使其以速度v
1進入磁場I,經(jīng)過時間t
1后a棒從磁場I穿出時的速度大小為
,求此時b棒的速度大小,在如圖坐標中大致畫出t
1時間內(nèi)兩棒的速度大小隨時間的變化圖象,并求出此時b棒的位置.