Question

如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝

如图甲所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道间距l＝0.20m，电阻R＝1.0Ω,m=1kg；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B＝5T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下．现用一外力F沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，a=1m/s*2

t=5s时，求F的大小；
F=3时，电路消耗的电功率P为多少
若F的最大值为5，则金属棒运动所能达到的最大速度为多少

Answer 1

解：（1）由E=BLv、I=E/R 、FA=BIL得，
安培力FA=B2L2v/R ，由牛顿第二定律得，F-B2L2v/R=ma，
又v=at 得：F=0.1t+1 （N）
（2）当F=3N时，t=20s，v=at=20m/s
由F-FA=ma，得 FA=F-ma
电功率P=（F-ma ）v=40W
（3）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．
由F-B2L2v/R=ma=0得：v=FR/B2L2=50m/s