(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。

 

【答案】 (1)      (2)         (3)0.45m

【解答】

(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