如图所示,间距
的两平行金属导轨由倾斜部分与水平部分平滑连接而成。倾斜部分MN、
粗糙,与水平面夹角
;水平部分NP、
光滑。
间接有电容器和二极管,电容器电容
, 二极管正向电阻为零,反向电阻无穷大。虚线区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内有垂直于导轨平面的匀强磁场,方向如图所示,磁感应强度大小均为
。区域Ⅰ、Ⅱ沿导轨长度均为
, 区域Ⅱ下边界与
齐平。区域Ⅲ沿导轨长度足够长。现有两根完全相同的导体棒ab、cd,每根导体棒质量
, 电阻
, 长度
, 始终与导轨垂直且接触良好。开始时,cd棒静止在区域Ⅲ左侧的水平导轨上,让ab棒从区域Ⅰ上边界上方某处无初速度释放。已知ab棒与倾斜导轨动摩擦因数
, ab棒从释放到抵达
的时间
。ab棒与cd棒碰撞后立即粘在一起继续运动。导轨电阻不计。求: