1、简答题  如图所示，竖直平面内有光滑且不计电阻的两道金属导轨，宽都为L，上方安装有一个阻值R的定值电阻．两根质量都为m，电阻都为r，完全相同的金属杆靠在导轨上，金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好，虚线下方的区域内存在匀强磁场，磁感应强度B．
（1）将金属杆1固定在磁场边界下侧．金属杆2从磁场边界上方静止释放，进入磁场后恰作匀速运动，求金属杆2释放处离开磁场边界的距离h0．
（2）将金属杆1固定在磁场边界下侧．金属杆2从磁场边界上方h（h＜h0）高处静止释放，经过一段时间后再次匀速，此过程流过电阻R的电量为q，则此过程整个回路中产生了多少热量？
（3）金属杆2从离开磁场边界h（h＜h0）高处静止释放，在进入磁场的同时静止释放金属杆1，两金属杆运动了一段时间后都开始了匀速运动，试求出杆2匀速时的速度是多少？并定性画出两杆在磁场中运动的v-t图象（两个电动势分别为ε1、ε2不同的电源串联时，电路中总的电动势ε=ε1+ε2）．

参考答案：（1）匀速时：mg=FA=B2L2vR+2r? ①
磁场外下落过程，根据机械能守恒有：mgh0=12mv2? ②
得：h0=m2g(R+2r)22B4L4
故金属杆2释放处离开磁场边界的距离h0=m2g(R+2r)22B4L4．
（2）设流过电量q的过程中，金属杆1在磁场中下落H过程中有：
q=It=△ΦtRt=△ΦR+2r=BLHR+2r? ③
由动能定理得：
mg(h+H)-Q总=?12mv2-0? ④
由①③④得：Q总=?mgh+mgq(R+2r)BL-m3g2(R+2r)22B4L4
故该过程整个回路中产生热量为：Q总=?mgh+mgq(R+2r)BL-m3g2(R+2r)22B4L4．
（3）因为h＜h0，所以金属杆1进入磁场后先加速，加速度向下
由于两金属杆流过电流相同，所以FA相同
对金属杆1有mg-FA=ma1
对金属杆2有mg-FA=ma2
发现表达式相同，所以两金属杆加速度a1和a2始终相同，两金属杆速度差值也始终相同
设匀速时速度分别为v1、v2，有
v2-v1=

本题解析：

本题难度：一般

2、选择题  如图所示，外力F使金属杆ab在匀强磁场中沿光滑水平金属导轨作匀速运动，除电阻R外，其它电阻均忽略．若下列各种情况中杆ab都能保持匀速运动状态，则（　　）
A．当F一定时，R减小为原来的一半，则F的功率也减小为原来的一半
B．当F一定时，为使杆的速度增大为原来的2倍，必须使R也增大为原来的2倍
C．当F的功率一定时，要使F能增大为原来的2倍，应使R减小为原来的一半
D．若R不变，当F增大为原来的2倍时，杆的速度也应增大到原来的2倍