如图所示,质量为
, 电阻为
的均匀金属棒
垂直架在水平面内间距为
的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的光滑绝缘圆弧轨道与光滑水平金属导轨相切,圆弧轨道半径为
、对应圆心角为
、水平金属导轨间距为
,
。
是质量
、电阻
、各边长度均为
的“U”形金属框,金属框上c、f两点与导轨
、
两点接触良好,所有导轨的电阻都不计。以
点为坐标原点,沿水平向右方向建立x坐标轴,整个空间存在竖直方向的磁场(未画出),磁感应强度分布规律为
(取竖直向上为正方向)。闭合开关S,金属棒
水平抛出,下落高度
时,恰好沿圆弧轨道上端的切线落入,接着沿圆弧轨道下滑进入
水平导轨;起始时刻
金属框固定,当叻
棒与其碰前瞬间解除固定,且两者碰撞粘连后形成闭合金属框
,
棒与导轨始终接触良好,
右侧水平面光滑绝缘。重力加速度
。