如图，MN、PQ为固定在同一竖直平面内的两根水平导轨，两导轨相距d=10cm，导轨电阻不计．ab、ef为两根金属棒，ab的电阻R1=0.4Ω，质量m1=1kg，ef的电阻R2=0.6Ω，质量m2=2kg．金
◎ 题目
| 如图，MN、PQ为固定在同一竖直平面内的两根水平导轨，两导轨相距d=10cm，导轨电阻不计．ab、ef为两根金属棒，ab的电阻R1=0.4Ω，质量m1=1kg，ef的电阻R2=0.6Ω，质量m2=2kg．金属棒ab竖直立于两导轨间，可沿着导轨在水平方向平动．金属棒ef下端用铰链与导轨PQ链接，可在两导轨间转动，ef的上端与导轨MN的下表面搭接，金属棒ef与导轨成60°角．两棒与导轨保持良好接触，不计各处摩擦．整个装置处在磁感应强度B=1T、方向垂直于导轨的水平磁场中．t=0时起，给金属棒ab施加一水平向左的力F1，使金属棒ab向左运动，同时给金属棒ef的上端施加一垂直于ef斜向上的力F2（F2在图示竖直平面内），F2随时间的变化满足：F2=（0.01t+5）N，在金属棒ab向左运动的过程中，金属棒ef与导轨MN保持搭接但恰好无压力．重力加速度g取10m/s2．试求： （1）金属棒ab的速度随时间变化的关系式，并说明其运动性质． （2）在0～5s内，通过金属棒ab的电量． （3）第5s末，F1的瞬时功率．  |
◎ 答案
（1）金属棒ab、ef受到的安培力大小分别用F1A、F2A表示． 对金属棒ef，由力矩平衡得：m2g
其中：F2=（0.01t+5）N，m2g=20N 可得：F2A=0.02tN 又 F2A=BIlef=
又 I=
即有：F2A=
可得：vab=
所以金属棒ab向左做初速度为0、加速度为a= |
