(22-23高二下·重庆巴蜀中学·期末)如图所示，上方的平行金属导轨
与
间距为
，下方的金属导轨由圆弧导轨
、
与水平导轨
、
平滑连接而成，上方导轨和下方导轨没有连接在一起，圆弧导轨
与
的圆心角为
、半径为
，
与
的间距
，
与
的间距
，
与
的高度差为
。导轨
、
左端接有
的电阻，导轨
与
间的圆弧区域内没有磁场，平直部分存在宽度为
、磁感应强度
方向竖直向上的匀强磁场；圆弧导轨
与
的区域内没有磁场，平直部分
右侧存在磁感应强度
方向竖直向上的匀强磁场（图中没有画出），导体棒a质量为
，棒a接在电路中的电阻
；导体棒b质量为
，棒b接在电路中的电阻
。导体棒a从距离导轨
、
平直部分
处静止释放，恰好沿圆弧轨道
与
的上端切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑；导体棒b最初静止在水平导轨
与
上。重力加速度：
，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒a刚进入磁场
时电阻R的电流大小和方向；
（2）
的大小；
（3）导体棒b从静止开始到匀速运动的过程中，导体棒b上产生的焦耳热。（导轨
与
、
与
均足够长，导体棒a只在导轨
与
上运动）
【答案】（1）2A，电流的方向为由N到M；（2）
；（3）
【来源】重庆市巴蜀中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
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