间距为
的光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计电动势为E的电源相连,右端与半径为L的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量
电阻
、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度大小为
, 当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时细线水平,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,不考虑导体棒切割磁感线的影响,导轨电阻不计,
,
。回答下列问题:
(1)磁场方向如何?
(2)求电源电动势E大小:
(3)若只将磁感应强度变为 , 导体棒在向上摆动过程中的最大速度是多大?(计算结果可用根号表示)