Question

【題目】磁動力作為一種新型動力系統已經越來越多的應用于現代社會。如圖所示為電磁驅動裝置的簡化示意圖，間距的兩根足夠長的平行長直金屬導軌傾斜放置，導軌平面與水平面的夾角，兩導軌上端接有的電阻。質量的導體棒垂直放置在導軌上，與導軌接觸良好，導體棒與導軌間的動摩擦因數，導軌和導體棒的電阻均不計，導軌平面上的矩形區域（如圖中虛線框所示）內存在著磁感應強度的勻強磁場，磁場方向垂直導軌平面向上。（）

（1）若磁場保持靜止，導體棒從距離磁場區域處由靜止下滑，恰好勻速穿過磁場區域，求的大小；

（2）若導體棒處于磁場區域內，當磁場以某一速度沿導軌平面勻速向上運動時，可以使導體棒以的速度沿導軌勻速向上運動，導體棒在運動過程中始終處于磁場區域內，求磁場運動的速度大小，以及為維持導體棒的運動此時系統提供的功率P。

Answer 1

【答案】(1) (2) ，

【解析】（1）磁場靜止，設導體棒以速度勻速穿過磁場區域，

，，，

有，

，

得；

（2）磁場帶動導體棒共同向上運動，受力如圖所示：

，，，

有，

得，

導體棒中焦耳熱功率，

摩擦生熱功率，

克服重力做功的功率，

系統的總功率：