题目

如图所示，光滑平行的水平金属导轨相距，在点和点间接一个阻值为的电阻，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，磁感强度为。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、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。 答案：       解：（1）（4分）棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为                     ………………………………………………………………………1分                    ………………………………………………………………………1分        对棒           ……………………………………………………………1分        解得           ……………………………………………………………1分        （2）（3分）由能量守恒可得            …………………2分        得               ………………………………………1分        （3）（6分）设棒刚进入磁场时速度为，由                    …………………………………………………………………2分        可得：             ……………………………………………………………1分        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：       ………3分        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。

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