15.
(2024高二上·佛山期末)
如图甲所示,水平面上固定有一由绝缘材料制成的、横截面为四分之一圆的柱体,其外表面光滑,左侧面竖直。沿柱体中轴线
方向固定有一条无限长直导线,导线中通有大小为
的电流,该电流可在距导线
处产生磁感强度为
的磁场,
,
为常数。两条与
平行的导体棒
和
分别置于左侧面和圆弧面上,并通过不可伸长的轻质细软导线连接成一个闭合回路
, 导体棒质量均为
, 接入电路长度均为
, 回路总电阻为
。导体棒
加速向下运动,经过图乙所示位置时速度大小为
, 此时两棒离地高度相同,
连线与水平地面夹角为
。已知圆弧面半径为
, 忽略回路中电流间的相互作用以及所有摩擦阻力,取
,
, 重力加速度为
, 求此时: