题目内容
【题目】如图所示，两根粗细均匀的金属棒
，用两根等长的、不可伸长的柔软导线将它们连接成闭合回路，并悬挂在光滑绝缘的水平直杆上，并使两金属棒水平。在
棒的下方有高为
、宽度略小于导线间距的有界匀强磁场，磁感应强度为
，磁场方向垂直纸面向里，此时棒在磁场外距上边界高
处（h
H，且h、H均为未知量），N棒在磁场内紧贴下边界。已知：棒M、N质量分别为3m、m，棒在磁场中的长度均为L，电阻均为R。将M棒从静止释放后，在它将要进入磁场上边界时，加速度刚好为零；继续运动，在N棒未离开磁场上边界前已达匀速。导线质量和电阻均不计，重力加速度为g：
(1)求M棒将要进入磁场上边界时回路的电功率；
(2)若已知M棒从静止释放到将要进入磁场的过程中，经历的时间为t，求该过程中M棒上产生的焦耳热Q；
(3)在图2坐标系内，已定性画出从静止释放M棒，到其离开磁场的过程中“v-t图像”的部分图线，请你补画出M棒“从匀速运动结束，到其离开磁场”的图线，并写出两纵坐标a、b的值。
【答案】(1)
；(2)
；(3)，图见解析，
，
【解析】
（1）由牛顿第二定律得
M棒将要进入磁场上边界时回路的电功率
（2）N棒产生的感应电动势
由动量守恒得
通过N棒的电荷量
根据能量守恒得
联立得
（或
）
（3）对M棒受力分析
解得
由
解得
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