(16分)两根相距为L的足够长的金属导轨竖直放置,上端通过导线连接阻值为R的电阻,棒与上端距离为k,电路中除R外其它电阻不计。整个装置处在垂直于导轨平面的磁场中,重力加速度为g。
(1)若固定AB棒,磁场的磁感强度B随时间t按图乙所示的规律变化,t0时刻的磁感应强度为B0。求AB棒中的感应电动势和感应电流的大小
(2)若磁场的磁感应强度大小恒为B0,使AB棒沿导轨由静止开始下落,其速度
随时间t按图丙的规律变化,图丙中的
为已知量。求AB棒的质量
(3)在AB棒由静止开始下落的同时,磁场的磁感应强度从B0开始变化,要使AB棒中无感应电流产生,求B随时间变化规律

(16分)(1)由法拉第电磁感应定律
………………………(2分)
感应电流
…………………………………………………(2分)
(2)AB棒释放后在重力和安培力作用下做加速度不断减小的加速度运动,最后做匀速运动,由图中读出匀速运动的速度为v0
匀速运动时AB棒中的感应电动势E=B0Lv0……………………………………(1分)
回路中的电流
………………………………………………………(1分)
AB棒的平衡条件是:
…………………………(2分)
所以
…………………………………………………………………(2分)
(3)当磁场变化的同时AB棒运动切割磁感线,要使闭合回路中没有感应电流,应该使得回路中的磁通量保持不变
即Φ0=Φ1 也就是
………………………………(3分)
所以
……………………………………………………………(3分)