如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直向上的匀强磁场中，有一上、下两层均与水平面平行的“U”型光滑金属导轨，在导轨面上各放一根完全相同的质量为m的匀质金属杆A1和A2，开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直．设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r．现有一质量为的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆A1的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C点．C点与杆A2初始位置相距为S．求：
（1）回路内感应电流的最大值；
（2）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量；
（3）当杆A2与杆A1的速度比为1：3时，A2受到的安培力大小．
设撞击后小球反弹的速度为v1，金属杆A1的速度为v01，根据动量守恒定律，mv0=m（-v1）+mv01，①
根据平抛运动的分解，有
s=v1t，H=gt2
由以上2式解得v1=s ②
②代入①得v01=（v0+s） ③
回路内感应电动势的最大值为Em=BLv01，电阻为R=2Lr，
所以回路内感应电流的最大值为Im=． ④
（2）因为在安培力的作用下，金属杆A1做减速运动，金属杆A2做加速运动，当两杆速度大小相等时，回路内感应电流为0，根据能量守恒定律，mv012=Q+•2mv2 ⑤
其中v是两杆速度大小相等时的速度，根据动量守恒定律，
mv01=2mv，所以v=v01，代入⑤式得
Q=m（v0+s）2 ⑥
（3）设金属杆A1、A2速度大小分别为v1、v2，根据动量守恒定律，
mv01=mv1+mv2，又=，所以
v1=v01，v2=v01．
金属杆A1、A2速度方向都向右，根据右手定则判断A1、A2产生的感应电动势在回路中方向相反，
所以感应电动势为E=BL（v1-v2），电流为I=，安培力为F=BIL，
所以A2受到的安培力大小为F=（v0+s）．
当然A1受到的安培力大小也如此，只不过方向相反．
答案：（1）回路内感应电流的最大值为；
（2）整个运动过程中感应电流最多产生热量为m（v0+s）2；
（3）当杆A2与杆A1的速度比为1：3时，A2受到的安培力大小为（v0+s）．
