题目内容
（2012年4月北京西城一模）如图1所示，一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L，距左端L处的右侧一段弯成半径为
的四分之一圆弧，圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点O为坐标原点，水平向右为x轴正方向，建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场；左段区域存在空间上均匀分布，但随时间t均匀变化的磁场B（t），如图2所示；右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化，只沿x方向均匀变化的磁场B（x），如图3所示；磁场B（t）和B（x）的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端，放置一质量为m的金属棒ab，与导轨左段形成闭合回路，金属棒由静止开始下滑时左段磁场B（t）开始变化，金属棒与导轨始终接触良好，经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R，导轨电阻不计，重力加速度为g。
（1）求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中，回路中产生的感应电动势E；
（2）如果根据已知条件，金属棒能离开右段磁场B（x）区域，离开时的速度为v，求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q;
（3）如果根据已知条件，金属棒滑行到x=x1，位置时停下来，
a．求金属棒在水平轨道上滑动过程中遁过导体棒的电荷量q；
b．通过计算，确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。
所以金属棒在全部运动过程中产生的焦耳热Q= Q1+ Q2=
+ mgL/2-
mv2。
（3）a． 根据图3，x=x1(x1< x0)处磁场的磁感应强度B1=
。设金属棒在水平轨道上滑行时间为△t。由于磁场B（x）沿x方向均匀变化，根据法拉第电磁感应定律，△t时间内产生的平均感应电动势E=△Φ/△t=
=
。
平均电流I=E/R，通过金属棒的电荷量q=I△t，
联立解得通过金属棒的电荷量q= 
。
