21.如圖所示,a、b是質(zhì)量均為m、長度均為L的導(dǎo)體棒,其中a棒有電阻,其阻值為R,b棒電阻不計。水平金屬軌道與斜面金屬軌道均光滑且足夠長,不計軌道的電阻。斜面金屬軌道與水平面的夾角為θ,且軌道之間的距離都為L。兩軌道所在平面都有垂直方向的磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B,方向如圖所示。單刀雙擲開關(guān)可接“1”或者“2”,電容器的電容為C。現(xiàn)將單刀雙擲開關(guān)接在“1”上,從靜止釋放b棒,運(yùn)動過程中兩棒與軌道接觸良好。
(1)若a棒固定,求b棒最終穩(wěn)定運(yùn)動的速度;
(2)若a棒固定,b棒達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動前加速運(yùn)動的時間為t,求b棒在t時間內(nèi)的位移;
(3)若a棒不固定,試在圖中定性畫出兩個金屬棒的速率隨時間變化圖像;
(4)若把單刀雙擲開關(guān)接在“2”上,然后靜止釋放導(dǎo)體棒b并開始計時,若電容器不會被擊穿,求b棒的速度大小關(guān)于時間t的表達(dá)式。