(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。

(2)若导体棒ab进入磁场II后棒中电流大小始终不变,求磁场I和II之间的距离hR2上的电功率P2

(3)当导体棒进入磁场II时,施加一竖直向上的恒定外力F=mg的作用,求导体棒ab从开始进入磁场II到停止运动所通过的距离和电阻R2上所产生的热量。

解:(1)(6分)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生产生感应电动势,导体棒abA下落r/2时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动,

由牛顿第二定律,得                 1分)

式中                                      ②1分)   

                                         ③1分)                  

=4R                         ④2分)

由以上各式可得到                   ⑤1分)

(2)(8分)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即,                             ⑥1分)

                              ⑦1

(或)

式中                 ⑧1

解得                      ⑨2

导体棒从MNCD做加速度为g的匀加速直线运动,有

                          ⑩ 1

得                      2

(3)(6分)由动量定理得    1

     即         

     即                     1

        联立⑨解得                 1

       停下来过程中重力做正功、外力F和安培力做负功,由动能定理有

             

所以产生总热量为

                                     1

       在电阻R2上产生的热量为           1

       联立⑨解得:            1

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