Question

高中物理题！

质量为m的金属棒搁在水平放置的宽为L的光滑金属框架上,框架中接有一阻值为R的电阻，金属棒电阻为r，其余电阻不计，今对金属棒施一水平恒力F，使金属棒由静止开始运动。求：
1、金属棒运动的最大速度Vm
2、金属棒的速度V=Vm/2时，金属棒的加速度a为多大？
3、金属棒达到最大速度Vm时撤掉外力，则这以后电路中所放热量为多少？

希望给出详细的解题过程~谢谢
写得好可以加分~谢谢

Answer 1

1.金属棒受恒定外力与安培力共同作用，做a减小的加速运动，当金属棒达到最大速度（极限）时，金属棒所受安培力等于所施加的恒力F，
即F=BIL=B^2·L^2·Vm/(R+r)，可解得Vm=F·(R+r)/(B^2·L^2)
2.当v=Vm/2时，根据牛顿第二定律可得F-BI'L=ma，I'=B·L·Vm/（2·（R+r））
带入数据可求得a=F/2m
3.当达到最大速度后撤去外力，金属棒在安培力作用下减速至停，动能全部转化为电热，根据能量守恒，可知Q=m·Vm^2/2,将上面的Vm值带入化简即可。
Q=m·F^2·(R+r)^2/(2·B^4·L^4)

Answer 2

这道题目不简单，像电学没电动势，像磁学没磁感应强度，但可用运动学解前两题，很轻松。如果第三题也只用运动学解，那热量为零，想必也不对，应当是电热，但条件不足，无法求出。