如图所示，间距为d、折成直角的QFG和PEH金属导轨水平部分QF、PE足够长，竖直部分FG、EH底端接有电动势为E的电源和开关K，M、N两点间接有电容为C的电容器。倾角为θ的倾斜金属轨道TD、SC，间距也为d,S、T两点间接有自感系数为L的电感线圈。水平轨道和倾斜轨道用长度为l的水平粗糙绝缘材料平滑连接。整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。闭合开关K，电容器充电完毕后断开开关，并将质量为m、长度为d的金属杆ab从倾斜轨道上某一位置由静止释放，下滑过程中流过ab杆的电流大小为I=BdcosθLx（x为杆沿斜轨道下滑的距离）。ab杆到达倾斜轨道底端CD处时加速度恰好为0，通过粗糙绝缘材料到达PQ处时速度为v0。已知m=0.3kg、d=0.5m、θ=30°、E=1.0V、C=1.2F、L=0.1H、B=1.0T、v0=1.0m/s、l=0.6m。不计除绝缘材料外的一切摩擦与空气阻力，不计电感线圈、金属杆ab及导轨的电阻。ab杆始终与导轨垂直且接触良好。求：（提示：力F与位移x共线时，可以用F-x图像下的“面积”代表力F所做的功）
（1）电容器充电完毕所带的电荷量Q；
（2）ab杆释放处距水平轨道的高度h；
（3）ab杆从EF处飞出时的速度v；
（4）ab杆与粗糙绝缘材料的动摩擦因数μ。
I
=
B
dcosθ
L
x
【答案】（1）电容器充电完毕所带的电荷量Q为1.2C；
（2）ab杆释放处距水平轨道的高度为0.4m；
（3）ab杆从EF处飞出时的速度为1.5m/s；
（4）ab杆与粗糙绝缘材料的动摩擦因数为0.25。
（2）ab杆释放处距水平轨道的高度为0.4m；
（3）ab杆从EF处飞出时的速度为1.5m/s；
（4）ab杆与粗糙绝缘材料的动摩擦因数为0.25。
【解答】
【点评】
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