Question

【題目】如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一特殊的電子元件，如果將其作用等效成一個電阻，則其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即等效電阻R=kU，式中k為恒量�？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m的金屬棒水平放置，金屬棒與框架接觸良好無摩擦，離地高為h，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與框架平面相垂直，將金屬棒由靜止釋放，金屬棒沿框架向下運動。不計金屬棒及框架電阻，問：

⑴金屬棒運動過程中，流過金屬棒的電流多大？方向如何？

⑵金屬棒經(jīng)多長時間落到地面？金屬棒下落過程中整個電路消耗的電能為多少？

Answer 1

【答案】（1）；方向由a流向b （2）；

【解析】試題分析：（1）根據(jù)題意：

方向由a流向b

（2）金屬棒下落過程中金屬棒受到的安培力為：

根據(jù)牛頓第二定律

得恒定 ，金屬棒做勻加速直線運動

設(shè)金屬經(jīng)過時間t落地，則滿足：

解得：

金屬棒落地時速度滿足：

根據(jù)功能關(guān)系，消耗電能為E，有

得：