16.如圖所示,間距為L(zhǎng)=1m且足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MM
1M
2與NN
1N
2,由傾斜與水平兩部分平滑連接組成。傾角θ=37°的傾斜導(dǎo)軌間區(qū)域Ⅰ有垂直導(dǎo)軌平面斜向,上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B
1=1T。水平導(dǎo)軌間區(qū)域Ⅱ有一個(gè)長(zhǎng)度d=1m、豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B
2=2T。質(zhì)量m
1=0.1kg、阻值R=5Ω的金屬棒a從傾斜導(dǎo)軌某位置由靜止開(kāi)始釋放,穿過(guò)M
1N
1前已做勻速直線運(yùn)動(dòng),以大小不變的速度進(jìn)入水平導(dǎo)軌,穿出水平磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ與另一根質(zhì)量m
2=0.3kg、阻值R=5Ω的靜止金屬棒b發(fā)生彈性碰撞,兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),求:
(1)金屬棒a到達(dá)斜面底端M
1N
1時(shí)的速度v
0的大??;
(2)金屬棒a第一次穿過(guò)區(qū)域Ⅱ的過(guò)程中,電路中產(chǎn)生的總焦耳熱Q;
(3)金屬棒a最終停在距區(qū)域Ⅱ右邊界距離x。