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试卷云
如图甲所示，两根相距为
足够长的光滑平行金属导轨
、
水平放置，
两侧存在竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反。两根电阻均为
的金属棒
、
放置于
两侧的导轨上。初始时将
棒锁定，
棒用一不可伸长绝缘细绳通过轻质定滑轮与物块
相连，细绳处于拉紧状态且与导轨平行，
棒与物块
的质量均为
，物块
距地面的高度为
。现静止释放物块
，在物块
落地瞬间，
棒与细绳分离，同时解除对
棒的锁定，并测得整个运动过程
棒的速度与时间关系如图乙所示，图中
已知。整个运动过程
棒未与滑轮相碰，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，物块
落地后不反弹，导轨电阻、细绳与滑轮的摩擦力及空气阻力均忽略不计，重力加速度为
，求：
（1）物块
刚释放瞬间的加速度
；
（2）磁场的磁感应强度大小
；
（3）物块
落地的时间
；
（4）整个过程回路中产生的焦耳热
。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
；（4）
【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、计算导轨切割磁感线电路中产生的热量、求导体棒运动过程中通过其截面的电量
【详解】（1）设绳子的拉力为F，根据牛顿第二定律有
解得
（2）当b棒匀速运动时，受力平衡，则对bc整体有
根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律有
解得
（3）根据电流的定义式有
对c，根据动量定理有
对b，根据动量定理有
解得
（4）由图可知最终ab以
的速度匀速运动，根据动量守恒定律有
解得
根据能量守恒定律可知，整个过程回路中产生的焦耳热为
解得
