9.豎直平面內有一半徑為r、電阻為R
1、粗細均勻的光滑半圓形金屬環(huán),在M、N處與距離為2r、電阻不計的平行光滑金屬導軌ME、NF相接,E、F之間接有電阻R
2,已知R
1=12R,R
2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場Ⅰ和Ⅱ,磁感應強度大小均為B.現有質量為m、電阻不計的導體棒ab,從圖中半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落,在下落過程中導體棒始終保持水平,與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好,設平行導軌足夠長.已知導體棒下落r/2時的速度大小為v
1,下落到MN處時的速度大小為v
2.
求:
(1)求導體棒ab從A處下落
時的加速度大??;
(2)若導體棒ab進入磁場Ⅱ后棒中電流大小始終不變,求磁場Ⅰ和Ⅱ之間的距離h和R
2上的電功率P
2;
(3)當CD邊界在某一位置時,導體棒ab進入磁場恰好能做勻速直線運動.若再將磁場Ⅱ的CD邊界略微下移,已知此時導體棒ab剛進入磁場Ⅱ時的速度大小為v
3,要使其在外力F作用下做勻加速直線運動,加速度大小為a,求所加外力F隨時間變化的關系式.