如圖甲所示,足夠長但電阻可忽略的平行金屬導軌MN、PQ由水平部分和傾斜部分組成,且平滑連接,導軌間寬度L=0.5m。水平部分是粗糙的,處于豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度大小B=0.4T;傾斜部分是光滑的,該處沒有磁場。導體棒a,b可在導軌上滑動,質量均為m=0.2kg,電阻均為R=0.5Ω。將b棒放在水平導軌上,a棒置于斜軌高h處,由靜止釋放。已知在a棒運動過程中,b棒恰能保持靜止,且a,b間距離足夠遠。若導體棒與水平導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,運動時始終與導軌垂直且接觸良好,忽略回路中感應電流的磁場,g取10m/s2。求:
(1)由導體棒和導軌組成的回路中的最大電流Im,并在圖中畫出導體棒b中的電流方向;
(2)釋放時導體棒a所在的高度h;
(3)若導體棒a以一定的初速度釋放,經(jīng)過一段時間后,b開始運動起來,當導體棒b達到最大速度時,棒a的加速度大小是多少?
(4)以導體棒b開始運動時為計時零點,在圖乙中定性畫出導體棒b的v-t圖像。
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【解答】
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