如图所示,螺线管横截面积为S,线圈匝数为N,电阻为R1,管内有水平向右的磁场,磁感应强度为B.螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内,与水平面的夹角为,两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B0的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨,杆与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m,电阻为R2,重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。
(1)螺线管内方向向右的磁场B不变,当ab杆下滑的速度为v时,求通过ab杆的电流的大小和方向;
(2)将ab杆下滑的速度为v时,螺线管内方向向右的磁场才开始变化,其变化率(k>0)。讨论杆加速度的方向与k的取值的关系。
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