解答:解:(1)如图所示,cd棒受到重力、支持力和安培力的作用而处于平衡状态由力的平衡条件有
BIL=Mgsinθ
得I=
Mgsinθ BL
上述结果说明回路中电流始终保持不变,而只有回路中电动势保持不变,才能保证电流不变,因此可以知道:在tx时刻ab刚好到达CDEF区域的边界CD.在0~tx内,由楞次定律可知,回路中电流沿abdca方向,再由左手定则可知,MNPQ区域内的磁场方向垂直于斜面向上.
(2)ab棒进入CDEF区域后,磁场不再发生变化,在ab、cd和导轨构成的回路中,ab相当于电源,cd相当于外电阻有
P=I2R=(
)2R Mgsinθ BL
(3)ab进入CDEF区域前只受重力和支持力作用做匀加速运动,进入CDEF区域后将做匀速运动.设ab刚好到达CDEF区域的边界CD处的速度大小为v,刚下滑时离CD的距离为s
在0~tx内:由法拉第电磁感定律E1=
=△? △t
=(2B?B)2L×L tx
2BL2
tx
在tx后:有E2=BLv
E1=E2
解得v=
2L tx
s=
(0+v)tx
2
解得s=L
答:(1)通过ab棒的电流为
,CDEF矩形区域内磁场的方向垂直于斜面向上;Mgsinθ BL
(2)当ab棒进入CDEF区域后,cd棒消耗的电功率为(
)2R;Mgsinθ BL
(3)ab棒刚下滑时离CD的距离为L.