虚线
PQ上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,
PQ下方存在竖直向上的匀强磁场,两处磁场磁感应强度大小均为
B0.足够长的不等间距金属导轨竖直放置,导轨电阻不计。两根金属棒水平地靠在金属导轨上,其中金属棒
AB光滑且质量为
m, 长为
L,电阻为
R;金属棒
CD质量为2
m、长为2
L、电阻为2
R,与导轨之间的动摩擦因数为
μ。若
AB棒在拉力
F的作用下沿导轨由静止向上做加速度为
a的匀加速直线运动,同时由静止释放
CD棒,如图所示。已知运动过程中棒与导轨接触良好,重力加速度为
g,求:

(1)
AB棒哪端电势高,两端的电压
UAB的大小随时间变化的规律;
(2)作用在金属棒
AB上的拉力
F需要满足的条件;
(3)
CD棒下滑达到最大速度所需时间。