题目内容
【题目】如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中，有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆A1和A2，开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直．设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r．现有一质量为
m2的不带电小球以水平向右的速度
撞击杆A1的中点，撞击后小球反弹后做平抛运动落到下层面上的C点．C点与杆A1初始位置的水平距离为S．求：
（1）回路内感应电流的最大值；
（2）当杆A2与杆A1的速度比为1：3时，A2受到的安培力大小；
（3）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量；
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【解析】设撞击后小球反弹的速度为
，金属杆
的速度为
，根据动量守恒定律， 
，①
根据平抛运动的分解，有
由以上2式解得
②
②代入①得
③
回路内感应电动势的最大值为
，电阻为
，
所以回路内感应电流的最大值为
．④
（2）设金属杆
、
速度大小分别为
，根据动量守恒定律， 
，又
，所以
．
金属杆
速度方向都向右，根据右手定则判断
产生的感应电动势在回路中方向相反，
所以感应电动势为
，电流为
，安培力为
，
所以
受到的安培力大小为
．
（3）因为在安培力的作用下，金属杆
做减速运动，金属杆
做加速运动，当两杆速度大小相等时，回路内感应电流为0，根据能量守恒定律， 
⑤
其中v是两杆速度大小相等时的速度，根据动量守恒定律， 
，
所以
，代入⑤式得
⑥
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