Question

（2013·天津第三次六校联考，11题）(18分)如图所示，水平放置足够长的电阻不计的粗糙平行金属导轨、相距为，三根质量均为的导体棒、、相距一定距离垂直放在导轨上且与导轨间动摩擦因数均为，导体棒、的电阻均为，导体棒的电阻为。有磁感应强度为的范围足够大的匀强磁场垂直于导轨平面方向向上。现用一平行于导轨水平向右的足够大的拉力F作用在导体棒上，使之由静止开始向右做加速运动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略导体棒间的相互作用，求：

（1）当导体棒刚开始运动时，导体棒的速度大小；

（2）当导体棒刚开始运动时撤去拉力F，撤力后电路中产生焦耳热为，撤去拉力F后导体棒在导轨上滑行的距离

Answer 1

【答案】见解析

【解析】（1）导体棒 切割磁感线产生的电动势为：

                                             （2分）

外电路的电阻为：

                                             （2分）

由闭合电路欧姆定律得：

                                            （2分）

以导体棒为研究对象：

  由电路知识：

                                                （2分）

  由物体平衡条件：

                                                          （2分）

联立解得：                                    （2分）

  （2）以导体棒为研究对象： 

       由能量守恒定律：                           （4分）

解得：                                          (2分)