Question

【题目】如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ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S，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，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。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)由题意知ab棒离开磁场前已经做匀速运动，设速度速度诶为而v，则有：

ab棒受力平衡有：

联立解得：

(2)根据能量守恒可知整个回路所消耗的电能即为运动过程中安培力所做的功，则由动能定理可得：

解得：

所以：

答：(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。