如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab，质量m=0.2kg，整个
◎ 题目
| 如图所示，两根光滑的平行金属导轨MN、PQ处于同一水平面内，相距L=0.5m，导轨的左端用R=3Ω的电阻相连，导轨电阻不计，导轨上跨接一电阻r=1Ω的金属杆ab，质量m=0.2kg，整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，现对杆施加水平向右的拉力F=2N，使它由静止开始运动，求： （1）杆能达到的最大速度为多大？最大加速度为多大？ （2）杆的速度达到最大时，a、b两端电压多大？此时拉力的瞬时功率多大？ （3）若已知杆从静止开始运动至最大速度的过程中，R上总共产生了10.2J的电热，则此过程中拉力F做的功是多大？此过程持续时间多长？ （4）若杆达到最大速度后撤去拉力，则此后R上共产生多少热能？其向前冲过的距离会有多大？  |
◎ 答案
| （1）由题意得匀速运动时速度最大，此时有：F=BIL F=
刚开始运动时加速度最大，a=
（2）由欧姆定律得：Uab=
拉力的瞬时功率为 P=F?v=16 W （3）由能量转化和守恒关系得：Fs=
其中 Qr=
代入得s=10 m 根据动量定理得 mv=Ft-B
又
感应电量q=
联立得：mv=Ft-
代入解得 t=2.05 s （4）
代入得QR=4.8 J mv=BILt′=BL
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