24.(18分)如图所示,两根平行光滑金属导轨相距L,上端接有直流电源,电源电动势为E,内阻为r,导轨的倾斜部分足够长且与水平面成角,倾斜部分存在垂直斜面向上的匀强磁场,导轨的水平部分右端与绝缘粗糙的竖直半圆轨道相切,半圆轨道半径为R1。两根相同的金属棒a、b分别位于导轨的倾斜部分和水平部分上面,并与导轨接触良好,每根金属棒的质量为m,电阻为R,金属导轨固定不动且电阻不计,金属棒发生的碰撞为完全非弹性碰撞(两个金属棒粘在一起)

求:

   (1)若电键闭合时金属棒a恰能处于静止状态,则匀强磁场的磁感应强度大小为多少?

   (2)打开电键后,金属棒a在倾斜导轨上运动能产生的最大感应电动势大小为多少?

   (3)打开电键后,若金属棒某时刻刚好能达到半圆轨道的最高点,则金属棒在半圆轨道上运动过程中由于摩擦而产生的热量为多少?(此问中磁感应强度直接用字母B表示)

  • 答案
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