17. 间距为
L的倒
U型金属导轨竖直放置,导轨光滑且电阻忽略不计,上端接一阻值为
R的电阻,如图所示。垂直导轨平面分布着2019个场强为
B的条形匀强磁场,磁场区域的宽度为
a,相邻磁场距离为
b。一根质量为
m、长为2
L、电阻为2
r的金属棒对称放置在导轨上且与导轨始终良好接触,金属棒从距离第一磁场区域上端2
a位置静止释放(设重力加速度为
g),发现每次进入磁场时的速度相同。
(1)求刚进入第1磁场区域时金属棒的感应电流大小和方向;
(2)求金属棒穿出第1个磁场区域时的速度;
(3)求金属棒在穿过2019个磁场区域过程中产生的热量;
(4)求金属棒从静止开始到穿过2019个磁场区域的时间。