前面有很多讲中对电磁感应中的能量问题进行了分析，这讲会对它进行再次剖析，题设条件与前面讲的不太一样，在磁场中运动的是两个物体，不是两个杆，而是一个杆与一个U形框，具体如下。

　　例：如图，一个倾角为α的光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.06kg的U形导体框，导体框的电阻忽略不计，一个电阻为R=3Ω的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF，EF与斜面底边平行，长度L=0.6m。

　　初始时，CD与EF相距S0=0.4m，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离S1=3/16m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行，金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。

　　当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的EF边正好进入磁场，并在匀速运动一段距离后开始加速。

　　（1）金属棒在磁场中运动时所受的安培力的大小；

　　（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框的滑动摩擦因数；

　　（3）导体框匀速运动的距离。

　　由于固定斜面是光滑的，在金属棒CD进入磁场之前，导体框与金属棒均在重力沿斜面分量作用下做加速运动，且加速度相同，导体框与金属棒是相对静止的。此时，导体框与金属棒之间并没有滑动摩擦力。

　　当金属棒CD进入磁场后，由电磁感应现象，金属棒CD必然会受到安培力作用，而题设给出的条件是金属棒CD做匀速运动，则说明在磁场区域内，金属棒CD处于受力平衡状态。此时，金属棒CD相对导体框是向上滑动，它们之间产生滑动摩擦力。

　　当金属棒CD离开磁场区域时，恰好导体框的EF边进入磁场区域，由于金属棒CD已离开，金属棒不会再受安培力作用，但导体框的EF边此时会受到安培力作用。刚开始导体框也是变为匀速运动，即处于受力平衡状态，由于刚开始导体框的速度仍是大于金属棒CD，所以金属棒CD相对导体框仍是向上滑动，但金属棒CD在导体框对它的摩擦力作用，会由匀速运动变成加速运动，当它们再次共速时，金属棒CD相对导体框之间滑动摩擦力消失，导体框的受力平衡会被打破，导体框便会做题设中所说的加速运动。

　　由整体分析知，在金属棒CD进入磁场区域之前，它与导体框相对静止，它们一起从静止开始，做加速度相同的运动。根据金属棒下滑至磁场边缘的位移，可以得到它进入磁场瞬间的速度，而这个速度就是它在磁场中匀速运动的速度，很容易由这个速度得到它所受的安培力大小。设金属棒CD进入磁场区域前加速度为a，进入瞬间速度为v，由动力学知识及给定条件易知：

　　在第一问中我们已经得到了金属棒所受的安培力大小，至于安培力的方向，不需要用右手判定电流，再用左手判定受力方向，因为安培力肯定是阻碍金属棒向下切割磁力线，它的方向一定是沿斜面向上。

　　那么此时金属棒肯定要在导体框上滑动，它所受的滑动摩擦力方向是什么呢？注意，这点很容易判断错。一个简单的方法，就是滑动摩擦力方向一定与相对运动方向相反。在磁场区域，金属棒运动的比导体框慢，它相对于导体框是向上滑动，则所受的滑动摩擦力就是向下的，即我们有：

　　注意到当金属棒离开磁场区域时，导体框的EF边刚好进入磁场区域。金属棒在磁场区域时做匀速运动，而此时，导体框做的仍是加速运动，只是由于金属棒对它有一个向上的摩擦力（导体框对棒的摩擦力的反作用力），加速度会比原来的小。至于磁场区域的宽度，金属棒在磁场中运动的时间，不需要去考虑（如果考虑则会把问题复杂化），只需考虑金属棒进入和离开磁场区域时，导体框的速度的变化。

　　这一问要求导体框在磁场中刚开始匀速运动的距离，既然在第二问已经求出它匀速的速度，只需要知道它匀速运动的时间即可。

　　这个时间需要通过金属棒去求。因为金属棒离开磁场时的速度已知，这个速度比导体框的速度小，它仍相对导体框向上滑动，此时金属棒已不受安培力作用，它在重力分量和这个向下的摩擦力作用下，开始加速运动，直到速度与导体框等速时，金属棒与导体框之间的摩擦力消失，这时导体框的受力平衡状态被打破，它的匀速运动也就结束了。

　　做完此题，有没有种感觉，这就是披着电磁外衣的运动学问题，其中一个关键点是对摩擦力方向的判定，摩擦力看似是个小问题，但往往最容易出错。