题目内容
【题目】如图所示，竖直平面内有间距
、足够长的平行直导轨，导轨上端连接一开关
长度恰好等于导轨间距的导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，导体棒ab的电阻
，质量
导轨电阻不计，整个装置处于与导轨平面垂直的水平匀强磁场中，磁场的磁感强度
，方向垂直纸面向里
空气阻力可忽略不计，取重力加速度
．
当
时ab棒由静止释放，
时，闭合开关求：
闭合开关S瞬间ab棒速度v的大小；
当ab棒向下的加速度
时，其速度
的大小；
若ab棒由静止释放，经一段时间后闭合开关S，ab棒恰能沿导轨匀速下滑，求ab棒匀速下滑时电路中的电功率P
【答案】（1）
；
（2）
【解析】
（1）①导体棒做自由落体运动，根据运动学公式有：
；
②设导体棒以加速度
向下运动时其所受安培力为
，设速度为
，根据牛顿第二定律有：
，解得
；
因安培力大小
，且由闭合电路欧姆定律有
，
与法拉第电磁感应定律，有
，解得
；
（2）导体棒沿轨道匀速下滑时通过导体棒的电流为
，则有
，
代入数据解得
，此时电路中的电功率为
；
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