题目内容
【题目】如图所示，竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L，导轨的两端分别与电源（串有一滑动变阻器R）、定值电阻、电容器（原来不带电）和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场，其磁感应强度的大小为B。一质量为m，电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E，内阻为r，电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R0，不计导轨的电阻。
（1）当K接1时，金属棒ab在磁场中恰好保持静止，则滑动变阻器接入电路的阻值R多大？
（2）当K接2后，金属棒ab从静止开始下落，下落距离s时达到稳定速度，则此稳定速度的大小为多大？下落s的过程中所需的时间为多少？
（3）若在将ab棒由静止释放的同时，将电键K接到3。试通过推导说明ab棒此后的运动性质如何？求ab再下落距离s时，电容器储存的电能是多少？（设电容器不漏电，此时电容器还没有被击穿）
【答案】（1）
（2）
（3）匀加速直线运动 
【解析】
（1）金属棒ab在磁场中恰好保持静止，由BIL=mg
得
（2）由
得
由动量定理，得
其中
得
（3）K接3后的充电电流
mg-BIL=ma
得
=常数
所以ab棒的运动性质是“匀加速直线运动”，电流是恒定的。
v22-v2=2as
根据能量转化与守恒得
解得：
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