Question

如图所示，两平行的光滑金属导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计，导轨平面的倾角为α，匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“”型装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未画出恒流源）。线框的边长为d（d<l），总电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒运动到磁场下边界时速度恰好减为0，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直。重力加速度为g。求：
（1）导体棒刚进入磁场时的速度；   
 （2）装置从释放到速度为0的过程中，线框中产生的焦耳热Q；    
（3）简要描述导体棒速度第一次减为0之后的运动。

Answer 1

（1）     
（2）
（3）杆先匀加速向上，然后匀减速向上，再变减速向上速度减为0；之后杆再变加速向下，然后匀加速向下，再匀减速向下；不断往复直到线框刚好不进入场，之后杆先匀加速，再匀加速为0；然后不断往复