Question

如图所示，间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道，固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直竖直轨道平面。竖直轨道上部套有一金属条bc，bc的电阻为R，质量为2m，可以在轨道上无摩擦滑动，开始时被卡环（图中未画出卡环）卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处，自由落下一质量为m的绝缘物体，物体落到金属条上之前的瞬问，卡环立即释放，两者粘在一起加速下落。设金属条与导轨的摩擦和接触电阻均忽略不计，竖直轨道足够长。求：

   

（1）金属条开始下落时的初速度的大小；

（2）金属条在加速下落过程中，加速度a =  时，金属条中电流强度I的大小；

   （3）金属条下落h时，恰好达到最大速度，求在这一过程中感应电流产生的热量。

Answer 1

【参照答案】．（1）

（2）I=3mg/2BL 。

（3）Q=3mg（h+H/9）-27m³g²R²/2B⁴L⁴

【考点定位】：此题考查电磁感应、电路、带电粒子在磁场中的运动及其相关知识。