◎ 题目

如图所示，两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在竖直方向的匀强磁场中，两导轨间距为L，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直．质量为m的金属棒ab垂直导轨且可沿导轨自由移动，并与导轨良好接触．导轨左端M、P接一定值电阻R，金属棒ab的电阻为r，导轨电阻不计．现将金属棒ab沿导轨由静止向右拉使之平动，保持水平拉力的功率恒定，金属棒ab最终以速度3v作匀速运动．求： （1）金属棒匀速运动时，拉力的大小． （2）在此过程中，当ab的速度为2v时的加速度为多大？

◎ 答案

（1）ab以3v匀速运动时，有F=F安    又F安=BIL   I= E R+r   E=BL?3v 得I= 3BLv R+r                                由上面公式得：F= 3B2L2v R+r                           （2）ab以3v匀速运动时拉力的功率为P=F?3v= 9B2L2v2 R+r                         当ab的速度为2v时，有 拉力为 F′= P 2v = 9B2L2v 2(R+r) 安培力为 F′安=BI′L=BL? 2BLv R+r                                    根据牛顿第二定律得   a= F-F安′ m = 5B2L2v 2m(R+r) 答： （1）金属棒匀速运动时，拉力的大小为 3B2L2v R+r ． （2）在此过程中，当ab的速度为2v时的加速度为 5B2L2v 2m(R+r) ．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在竖直方向的匀强磁场中，两导轨间距为L，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直．质量为m的金属棒ab垂直导轨且可沿导轨自由移动…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】，【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。