間距為l的兩平行金屬導軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成,如圖所示,傾角為θ的導軌處于大小為B1、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場區(qū)間I中,水平導軌上的無磁場區(qū)間靜止放置一質量為3m的“聯(lián)動雙桿”(由兩根長為l的金屬桿cd和ef,用長度為L的剛性絕緣桿連接構成),在“聯(lián)動雙桿”右側存在大小為B2,方向垂直導軌平面向上的勻強磁場區(qū)間II,其長度大于L,質量為m、長為l的金屬桿ab從傾斜導軌上端釋放,達到勻速后進入水平導軌(無能量損失),桿ab與“聯(lián)動雙桿”發(fā)生碰撞,碰后桿ab和cd合在一起形成“聯(lián)動三桿”,“聯(lián)動三桿”繼續(xù)沿水平導軌進入磁場區(qū)間II并從中滑出,運動過程中,桿ab、cd和ef與導軌始終接觸良好,且保持與導軌垂直,已知桿ab、cd和ef電阻均為R=0.02Ω,m=0.1kg,l=0.5m,L=0.3m,θ=30°,B1=0.1T,B2=0.2T,不計摩擦阻力和導軌電阻,忽略磁場邊界效應,求:
(1)桿ab在傾斜導軌上勻速運動時的速度大小v0;
(2)“聯(lián)動三桿”進入磁場區(qū)間II前的速度大小v;
(3)“聯(lián)動三桿”滑過磁場區(qū)間II產生的焦耳熱Q。
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