Question

（12分）在工业中有一种感应控制装置，利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中，弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置，其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω；b棒被感应控制装置固定在水平导轨上，距离水平导轨左端s=2m，b棒质量为m=1kg，电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放，当a棒即将与b棒相碰时（已知此时a棒的速度v=2m/s），感应控制装置立即放开b棒，让它可以在导轨上自由运动，,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响，导轨足够长。则求

(1)最终稳定后a棒的速度大小；

(2)a与b碰撞后的瞬间，b棒的速度大小；

(3)a棒的释放高度H。

 

Answer 1

【答案】

(1)     (2)        (3)0.45m

【解析】

试题分析：(1)a、b最终稳定后共速

m/s

（2）a、b相碰后设速度分别是     

 

解得：     

所以碰后b的速度为

（3）a刚下滑至水平轨道时的速度为

有  

到到b碰前有  

其中

代入得

所以  H=0.45m

考点： 动量守恒  能量守恒