如图(甲)所示,两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内,间距为
, 它们的上端公共轨道部分保持竖直,下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连,底端置于绝缘水平桌面上。
、
(图中虚线)之下的直轨道
、
、
、
长度均为
且不光滑(轨道其余部分光滑),并与水平方向均构成
斜面,在左边轨道
以下的区域有垂直于斜面向下、磁感应强度为
的匀强磁场,在右边轨道
以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场
, 其它区域无磁场。
间连接有阻值为
的定值电阻与电压传感器(
e、
f为传感器的两条接线)。另有长度均为
的两根金属棒
a和
b , 它们与
、
之下的轨道间的动摩擦因数均为
。金属棒
a的质量为
、电阻为
;金属棒
b的质量为
、电阻为
, 金属轨道电阻不计。先后进行以下两种操作:
操作Ⅰ:将金属棒a紧靠竖直轨道的左侧,从某处由静止释放,运动到底端过程中棒始终保持水平,且与轨道保持良好电接触,计算机屏幕上显示的图像如图(乙)所示(图中);
操作Ⅱ:将金属棒a紧靠竖直轨道的左侧、金属棒b(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧,在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放,运动中两棒始终保持水平,发现两棒总是同时到达桌面。( , )。