◎ 题目

如图，光滑平行的水平金属导轨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OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0．现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，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垂直导轨运动，导轨电阻不计）．求： （1）棒ab在离开磁场右边界时的速度； （2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能； （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况．

◎ 答案

（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动的速度为V，     产生的电动势为：E=BLV电路中电流：I= E R+r     对ab棒，由平衡条件得：F-BIL=0             解得：V= F(R+r) B2L2 故棒ab在离开磁场右边界时的速度 V= F(R+r) B2L2 ． （2）由能量守恒定律：F(d0+d)=W电+ 1 2 mV2         解得：W电=F(d0+d)- mF2(R+r)2 2B4L4 故棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能为：W电=F(d0+d)- mF2(R+r)2 2B4L4 ． （3）设棒刚进入磁场时速度为V0，则 ①当V0=V，即F=BIL时，棒做匀速直线运动； ②当V0＜V，即F＞BIL，棒做先加速后匀速直线运动； ③当V0＞V，即F＜BIL时，棒做先减速后匀速直线运．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图，光滑平行的水平金属导轨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OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B．一质量…”主要考查了你对  【共点力的平衡】，【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】，【能量守恒定律、第一类永动机】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。