Question

（16分）如圖所示，傾角為的“U”型金屬框架下端連接一阻值為的電阻，相互平行的金屬桿MN、PQ間距為，與金屬桿垂直的虛線、區(qū)域內(nèi)有垂直框架平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，、間距離為，一長(zhǎng)為、質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒在全屬框架平面上與磁場(chǎng)上邊界距離處從靜止開(kāi)始釋放，最后能勻速通過(guò)磁場(chǎng)下邊界．重力加速度為（金屬框架摩擦及電阻不計(jì)）．求：

（1）導(dǎo)體棒剛到達(dá)磁場(chǎng)上邊界時(shí)速度大小；
（2）導(dǎo)體棒勻速通過(guò)磁場(chǎng)下邊界時(shí)速度大小；
（3）導(dǎo)體棒穿越磁場(chǎng)過(guò)程中，回路產(chǎn)生的電能．

Answer 1

（1）   (2)   (3)

解析試題分析:（1）導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)外沿斜面下滑，只有重力做功，
由機(jī)械能守恒定律得：      （3分）
解得：                    （2分）
（2）導(dǎo)體棒勻速通過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)下邊界時(shí)，由平衡條件：
                            （2分）
                         （1分）
解得：                    （2分）
（3）全過(guò)程由能量守恒定律得：  （4分）
解得：    （2分）  
考點(diǎn)：本題考查了電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律、力的平衡。