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