Question

如图14甲所示，光滑的平行水平金属导轨、相距，
在点和点间连接一个阻值为的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为、电阻为、长度也刚好为的导体棒垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离变化的情况如图14乙，已知。求：

（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）满足什么条件时，棒进入磁场后一直做匀速运动。

Answer 1

解：（1）设离开右边界时棒速度为，则有 
     
对棒有：  
解得：      
（2）在棒运动的整个过程中，由能量守恒定律得：
        
解得：    
（3）棒刚进入磁场时即匀速运动，则：
得：          

解析