Question

如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌間距為l、足夠長(zhǎng)且電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌平面的傾角為α，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向與導(dǎo)軌平面垂直。長(zhǎng)度為2d的絕緣桿將導(dǎo)體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置，總質(zhì)量為m，置于導(dǎo)軌上。導(dǎo)體棒中通以大小恒為I的電流（由外接恒流源產(chǎn)生，圖中未畫出恒流源）。線框的邊長(zhǎng)為d（d<l），總電阻為R，下邊與磁場(chǎng)區(qū)域上邊界重合。將裝置由靜止釋放，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)下邊界時(shí)速度恰好減為0，導(dǎo)體棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直。重力加速度為g。求：
（1）導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；   
 （2）裝置從釋放到速度為0的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q；    
（3）簡(jiǎn)要描述導(dǎo)體棒速度第一次減為0之后的運(yùn)動(dòng)。

Answer 1

（1）     
（2）
（3）桿先勻加速向上，然后勻減速向上，再變減速向上速度減為0；之后桿再變加速向下，然后勻加速向下，再勻減速向下；不斷往復(fù)直到線框剛好不進(jìn)入場(chǎng)，之后桿先勻加速，再勻加速為0；然后不斷往復(fù)