如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌、固定在絕緣水平桌面上，間距，導軌所在空間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度，...

問題詳情：

如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導軌、固定在絕緣水平桌面上，間距，導軌所在空間有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度，將兩根質量均為的導體棒、放在金屬導軌上，導體棒的電阻均為，導體棒與導軌間的動摩擦因數為。用一根絕緣細線跨過導軌右側的光滑定滑輪將一物塊和導體棒相連，物塊質量，細線伸直且與導軌平行。現在由靜止釋放物塊，導體棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸，導體棒所受最大靜摩擦力等於滑動摩擦力，取。求：

（1）導體棒剛要運動時的速度大小；

（2）若從物體靜止釋放到ab即將開始運動這段時間內，重物下降的高度為h,則此過程中整個迴路中產生的總的焦耳熱是多少？

（3）導體棒運動穩定後的加速度以及由導體棒、組成閉合迴路的磁通量的變化率。

【回答】

解：（1）由題意可知：當導體棒受到水平向右的安培力增大到最大靜摩擦力時，導體棒即將運動。設此時導體棒的速度為，由法拉第電磁感應定律可得：

                                                       （1）1分

                                                        （2）1分

                                                      （3）1分

                                                     （4）1分

由以上公式可解得：                                    （5）1分

（2）當物塊下降高度的過程中，對於由導體棒、以及物塊組成的系統，由能的轉化和守恆定律可得：

                                              （6）2分

代入數據可得：                                       （7）2分

（3）當導體棒運動穩定後，所受安培力保持不變，導體棒和所受安培力大小相等，方向相反，閉合迴路中感應電流大小保持不變，兩導體棒的加速度相等，由牛頓第二定律可得：

                                                  （8）1分

                                            （9）2分

                                               （10）2分

解得：                                   （11）2分

                                                    （12）1分

                                                       （13）1分

解得：                                      （14）2分

知識點：專題八 電磁感應

題型：計算題