Question

【题目】磁动力作为一种新型动力系统已经越来越多的应用于现代社会。如图所示为电磁驱动装置的简化示意图，间距的两根足够长的平行长直金属导轨倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角，两导轨上端接有的电阻。质量的导体棒垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数，导轨和导体棒的电阻均不计，导轨平面上的矩形区域（如图中虚线框所示）内存在着磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面向上。（）

（1）若磁场保持静止，导体棒从距离磁场区域处由静止下滑，恰好匀速穿过磁场区域，求的大小；

（2）若导体棒处于磁场区域内，当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时，可以使导体棒以的速度沿导轨匀速向上运动，导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内，求磁场运动的速度大小，以及为维持导体棒的运动此时系统提供的功率P。

Answer 1

【答案】(1) (2) ，

【解析】（1）磁场静止，设导体棒以速度匀速穿过磁场区域，

，，，

有，

，

得；

（2）磁场带动导体棒共同向上运动，受力如图所示：

，，，

有，

得，

导体棒中焦耳热功率，

摩擦生热功率，

克服重力做功的功率，

系统的总功率：