Question

如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20 m，电阻R＝10 Ω，有一质量为m＝1kg的金

如图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距L＝0.20 m，电阻R＝10 Ω，有一质量为m＝1kg的金属棒平放在轨道上，与两轨道垂直，金属棒及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于垂直轨道平面向下的匀强磁场中，磁感应强度B=5T，现用一外力F沿轨道方向拉金属棒，使之做匀加速运动，加速度a＝1m/s 2 ，试求：（1）力F与时间t的关系。（2）F＝3N时，电路消耗的电功率P。 （3）若外力F的最大值为5N，为求金属棒运动所能达到的最大速度，某同学解法为：先由（1）中的结果求出F＝5N时的时间t，然后代入v=at求解。指出该同学解法的错误之处，并用正确的方法解出结果。

Answer 1

解：（1）由F－ ＝ma，v=at 得：F＝0.1t+1 （2）F＝3N时，t＝20s，v＝at＝20 m/s 电功率P＝（F 拉 －ma）v＝40W （3）错误之处：F刚达到最大值时，速度并未达到最大值，金属棒做加速度逐渐减小的变加速运动，直到加速度为0时，速度达到最大 正确解法：由F－ ＝ma＝0，得：