题目内容
【题目】磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会。如图所示为电磁驱动装置的简化示意图，间距
的两根足够长的平行长直金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角
，两导轨上端接有
的电阻。质量
的导体棒
垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数
，导轨和导体棒的电阻均不计，导轨平面上的矩形区域（如图中虚线框所示）内存在着磁感应强度
的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。（
）
（1）若磁场保持静止，导体棒从距离磁场区域
处由静止下滑，恰好匀速穿过磁场区域，求的大小；
（2）若导体棒处于磁场区域内，当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时，可以使导体棒以
的速度沿导轨匀速向上运动，导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内，求磁场运动的速度大小
，以及为维持导体棒的运动此时系统提供的功率P。
【答案】(1) 
(2) 
，
【解析】（1）磁场静止，设导体棒以速度
匀速穿过磁场区域，
，
，
，
有
，
，
得
；
（2）磁场带动导体棒共同向上运动，受力如图所示：
，
，
，
有
，
得，
导体棒中焦耳热功率
，
摩擦生热功率
，
克服重力做功的功率
，
系统的总功率：
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