Question

【题目】如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一特殊的电子元件，如果将其作用等效成一个电阻，则其阻值与其两端所加的电压成正比，即等效电阻R=kU，式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置，金属棒与框架接触良好无摩擦，离地高为h，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直，将金属棒由静止释放，金属棒沿框架向下运动。不计金属棒及框架电阻，问：

⑴金属棒运动过程中，流过金属棒的电流多大？方向如何？

⑵金属棒经多长时间落到地面？金属棒下落过程中整个电路消耗的电能为多少？

Answer 1

【答案】（1）；方向由a流向b （2）；

【解析】试题分析：（1）根据题意：

方向由a流向b

（2）金属棒下落过程中金属棒受到的安培力为：

根据牛顿第二定律

得恒定 ，金属棒做匀加速直线运动

设金属经过时间t落地，则满足：

解得：

金属棒落地时速度满足：

根据功能关系，消耗电能为E，有

得：