20.
(2019高三上·浙江月考)
如图1所示,M
1M
4、N
1N
4为平行放置的水平金属轨道,M
4P、N
4Q为平行放置的竖直圆孤金属轨道,M
4、N
4为切点,轨道间距L=1.0m,整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻。M
1M
2N
2N
1、M
3M
4N
4N
3为长方形区域I、II,I区域宽度d
1=0.5m,Ⅱ区域宽度d
2=0.4m;两区域之间的距离s=1.0m;I区域内分布着变化规律如图2所示的匀强磁场B
1 , 方向竖直向上;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B
2=0.5T,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为
=0.2,M
3N
3右侧的直轨道及圆弧轨道均光滑。质量m=0.1kg,电阻R
0=0.5Ω的导体棒CD自t=0开始加上垂直于棒的水平恒力F=1.0N,从M
2N
2处由静止开始运动,到达M
3N
3处撤去恒力F,CD棒穿过匀强磁场区上滑后又恰好返回停在M
2N
2。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,求: