题目内容
【题目】如图，POQ是折成60°角的固定于竖直平面内的光滑金属导轨，导轨关于竖直轴线对称，OP＝OQ＝L．整个装置处在垂直导轨平面向里的足够大的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律为B＝B0－kt（其中k为大于0的常数）．一质量为m、长为L、电阻为R、粗细均匀的导体棒锁定于OP、OQ的中点a、b位置．当磁感应强度变为
B0后保持不变，同时将导体棒解除锁定，导体棒向下运动，离开导轨时的速度为v．导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度为g．求导体棒：
（1）解除锁定前回路中电流的大小及方向；
（2）滑到导轨末端时的加速度大小；
（3）运动过程中产生的焦耳热．
【答案】（1）
b→a （2）g－
（3）
－
mv2
【解析】
试题分析： （1）导体棒解除锁定前，闭合回路的面积不变，且
＝k由法拉第电磁感应定律知
E＝
＝S＝
kL2
由闭合电路欧姆定律知I＝
＝
由楞次定律知，感应电流的方向为顺时针方向（或b→a）
（2）导体棒恰好要离开导轨时受力如图所示．
E＝B0Lv
I＝
F＝B0IL得F＝
由牛顿第二定律知mg－F＝ma
所以a＝g－
（3）由能量守恒知mgh＝mv2＋Q
h＝
L
解得Q＝－mv2
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