Question

（18分）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，

（18分）如图所示，固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为 。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。 求（1）此过程杆的速度最大值V m ；（2）此过程流过电阻R的电量。

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Answer 1

（1）   （2）

试题分析：（1）杆速度最大时，切割磁感线产生感应电动势 杆和导轨以定值电阻组成闭合回路的电流 金属杆受到水平向左的安培力 竖直方向受到重力和支持力平衡，支持力 杆向左运动受到的滑动摩擦力 速度最大时即加速度等于0，拉力、安培力、滑动摩擦力三力合力等于0即 整理得 （2）流过电路的电荷量 点评：导体棒在切割磁感线后产生感应电流，从而出现安培力，然而安培力是与速度有关的特殊力．故棒是做加速度在减小的加速运动直到匀速．