Question

（16分）如图所示，倾角为的“U”型金属框架下端连接一阻值为的电阻，相互平行的金属杆MN、PQ间距为，与金属杆垂直的虚线、区域内有垂直框架平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，、间距离为，一长为、质量为、电阻为的导体棒在全属框架平面上与磁场上边界距离处从静止开始释放，最后能匀速通过磁场下边界．重力加速度为（金属框架摩擦及电阻不计）．求：

（1）导体棒刚到达磁场上边界时速度大小；

（2）导体棒匀速通过磁场下边界时速度大小；

（3）导体棒穿越磁场过程中，回路产生的电能．

Answer

（1）   (2)   (3)

【解析】

试题分析: （1）导体棒在磁场外沿斜面下滑，只有重力做功，

由机械能守恒定律得：       （3分）

解得：                     （2分）

（2）导体棒匀速通过匀强磁场下边界时，由平衡条件：

                             （2分）

                          （1分）

解得：                     （2分）

（3）全过程由能量守恒定律得：   （4分）

解得：     （2分）  

考点：本题考查了电磁感应定律、欧姆定律、动能定理、能量守恒定律、力的平衡。