问题
计算题
如图14甲所示，光滑的平行水平金属导轨
、
相距
，
在
点和
点间连接一个阻值为
的电阻，在两导轨间
矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为
的匀强磁场，磁感应强度为
。一质量为
、电阻为
、长度也刚好为的导体棒
垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距
。现用一个水平向右的力
拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离
变化的情况如图14乙，
已知。求：
（1）棒离开磁场右边界时的速度；
（2）棒通过磁场区域的过程中整个回路所消耗的电能；
（3）满足什么条件时，棒进入磁场后一直做匀速运动。
答案
解：（1）设离开右边界时棒
速度为
，则有
对棒有：
解得：
（2）在棒运动的整个过程中，由能量守恒定律得：
解得： 
（3）棒刚进入磁场时即匀速运动，则： 
得：