某研发小组设计了一个臂力测试仪。装置的简化原理图如图甲所示,两平行金属导轨
、
竖直放置,两者间距为
, 在
、
间和
、
间分别接一个阻值为
的电阻,在两导轨间
矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为
的磁场。一质量为
、长为
、电阻为
的导体棒垂直放置在导轨上,导体棒与弹簧相连,弹簧下端固定,弹簧伸至原长后其顶端恰好与
在同一条直线上。测试者利用臂力将导体棒向下压至某位置后释放,导体棒向上运动经过
时,会与
处的压力传感器发生撞击(图乙为装置的侧视图),压力传感器可以显示撞击力的大小,以此来反映臂力的大小。