题目

（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h和R2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。 答案：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ab从A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（1分） 式中                                      ②（1分）                                             ③（1分）                   ＝4R                         ④（2分） 由以上各式可得到                   ⑤（1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，                             ⑥（1分）                               ⑦（1分） (或) 式中　　               ⑧（1分） 解得                      ⑨（2分） 导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动，有                           ⑩ （1分） 得　　                    （2分） （3）（6分）由动量定理得    （1分）      即               即                     （1分）         联立⑨解得                 （1分）        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分）        在电阻R2上产生的热量为           （1分）        联立⑨解得：            （1分）

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