如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T．一质量为
◎ 题目
| 如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T．一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进人磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力 F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2，方向与初速度方向相反．设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好，求： （1）电流为零时金属杆所处的位置； （2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F的大小和方向； （3）保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系．  |
◎ 答案
（1）感应电动势E=Blv，I=
当I=0时 v=0 由 2ax=v2-v02得： 金属杆的位移为：x=
（2）金属棒速度最大时最大电流 为 Im=
I′=
此时安培力为：FA=BI′L=
向右运动时由牛顿第二定律得：F+FA=ma 即：F=ma-FA=0.18N 方向 与x轴相反 向左运动时由牛顿第二定律得：F-FA=ma F=ma+FA=0.22N 方向与x轴相反 （3）开始时 v=v0，此时安培力为：FA′=BImL=
由牛顿第二定律得：F+FA′=ma，F=ma-FA′=ma-
当v0＜
当v0
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