如图,在竖直平面内有两条间距为
L的足够长的平行长直金属导轨,上端接有一个阻值为
R的电阻和一个耐压值足够大的电容器,电容器的电容为
C,且不带电。质量为
m的导体棒
ab垂直跨在导轨上,接触良好。导轨所在空间有垂直导轨平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为
B。S为单刀双掷开关。现将开关S接1,由静止释放导体棒
ab。已知重力加速度为
g,不计导轨和导体棒的电阻,不计一切摩擦。
(1)当金属棒向下运动的速度为
v1时,电容器所带的电量
q;
(2) 求导体棒
ab下落
h高度时的速度大小
v2;
(3)当速度为
v2时迅速将开关S接2,请分析说明此后导体棒
ab的运动情况;并计算导体棒
ab在开关接2后又下落足够大的高度
H的过程中电阻
R上所产生的电热
Q。
