Question

（12分）如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一個壓敏電阻元件，其阻值與其兩端所加電壓成正比，即R=kU，式中k為已知的常數(shù)．框架上有一質(zhì)量為m，離地高為h的金屬棒，金屬棒與框架始終接觸良好無摩擦，且保持水平，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于框架平面向里．今將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動，不計金屬棒電阻，重力加速度為g．試求：

（1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流大小和方向；
（2）金屬棒落到地面時的速度大小；
（3）金屬棒從釋放到落地過程中通過電子元件的電量．

Answer 1

（1）（從a→b）（2）（3）

解析試題分析：（1）流過電阻R的電流大小為 （2分）
電流方向水平向右（從a→b） （1分）
（2）在運動過程中金屬棒受到的安培力為 （1分）  
對金屬棒運用牛頓第二定律， （1分）    
得：恒定，金屬棒作勻加速直線運動 （2分）  
由，得： （1分）     
（3）設(shè)金屬棒經(jīng)過時間t落地，由： 得：（2分）
所求電量：（2分）
考點：考查電磁感應(yīng)與牛頓定律
點評：本題難度中等，特別注意的是壓敏電阻的阻值是變化的，由電壓與電阻的關(guān)系可知流過電阻R的電流恒定不變，因此導(dǎo)體棒的加速度不變，與常規(guī)題思路剛好相反