如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间、矩形区域内有...

问题详情：

如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间、矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d0。现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）。重力加速度为g。求：

(1)棒ab在离开磁场下边界时的速度；

(2)棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；

(3)试分析讨论ab棒进入磁场后可能出现的运动情况。

【回答】

(1)；(2)；(3)见解析

【详解】

(1)设ab棒离开磁场边界前做匀速运动的速度为v，产生的电动势为

E =" BLv       " ①       

电路中电流 I =②

对ab棒，由平衡条件得 mg－BIL =" 0  " ③ 

联立①②③式解得 v =

(2) 由能量守恒定律：mg（d0+ d） = E电+mv2④

解得：

(3)设棒刚进入磁场时的速度为v0，由mgd0=mv02，得v0=

棒在磁场中匀速时速度为v =则：

①当v0=v，即d0=时，棒进入磁场后做匀速直线运动

②当v0< v，即d0<时，棒进入磁场后做先加速后匀速直线运动

③当v0＞v，即d0＞时，棒进入磁场后做先减速后匀速直线运动

知识点：法拉第电磁感应定律

题型：解答题