Question

(17分)如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为 l ，左侧接一阻值为 R 的电阻．区域

(17分)如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为 l ，左侧接一阻值为 R 的电阻．区域 cdef 内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为 s .一质量为 m 、电阻为 r 的金属棒 MN 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到 F ＝0.5 v ＋0.4(N)( v 为金属棒速度)的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．(已知： l ＝1 m， m ＝1 kg， R ＝0.3 Ω， r ＝0.2 Ω， s ＝1 m) (1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动；(2)求磁感应强度 B 的大小；(3)若撤去外力后棒的速度 v 随位移 x 的变化规律满足 v ＝ v 0 － x ，且棒在运动到 ef 处时恰好静止，则外力 F 作用的时间为多少？(4)若在棒未出磁场区域时撤出外力，画出棒在整个运动过程中速度随位移变化所对应的各种可能的图线．

Answer 1

(1)见解析　(2)0.5 T　(3)1 s　(4)见解析