如图所示，平行金属导轨MN、M′N′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在高度差为h(数值未知)的

试题

类型：解答题

难度系数：0.15

所属科目：高中物理

如图所示，平行金属导轨MN、M′N′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在高度差为h(数值未知)的两水平台面上。导轨MN、M′N′左端接有电源，MN与M′N′的间距为L＝0.10m，线框空间存在竖直向上的匀强磁场、磁感应强度B₁＝0.20T；平行导轨PQR与P′Q′R′的间距为L＝0.10m，其中PQ与P′Q′是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q′R′是水平长直导轨，QQ′右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B₂＝0.40T。导体棒a质量m₁＝0.02kg，接在电路中的电阻R₁＝2.0Ω，放置在导轨MN、M′N′右侧N′N边缘处；导体棒b质量m₂＝0.04kg，接在电路中的电阻R₂＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN′水平抛出，恰能无碰撞地从PP′处以速度v₁＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g＝10m/s²，不计一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒a在QQ′右侧磁场中产生的焦耳热；
（3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。

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