如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直于...

问题详情：

如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直于导轨平面竖直向下、宽为的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为，电阻为的导体棒，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距。现用一大小为F、水平向右的恒力拉棒，使它由静止开始运动，棒在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。求：

（1）棒在离开磁场右边界时的速度；

（2）棒通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；

（3）试分析讨论棒在磁场中可能的运动情况。

【回答】

（1）棒离开磁场右边界前做匀速运动的速度为，产生的电动势为：电路中电流：，对棒，由平衡条件得：，解得： 。

故棒在离开磁场右边界时的速度。， （2）由能量守恒定律： 

解得：

故棒通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能为：。

（3）设棒刚进入磁场时速度为，由：

可以得到：。

棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中的运动可分三种情况讨论：

①若（或），则棒做匀速直线运动；

②若（或），则棒先加速后匀速；

③若（或），则棒先减速后匀速。

知识点：专题八 电磁感应

题型：计算题