Question

（18分）光滑平行的金屬導軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角=30⁰，勻強磁場磁感應強度B=2.0 T，垂直于導軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0 的電阻，其它電阻不計，質(zhì)量m=2.0 kg的金屬桿ab垂直導軌放置，如圖甲所示．用恒力F沿導軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開始運動，v—t圖象如圖乙所示，g = 10 m／s²,導軌足夠長．求：

（1）恒力F的大小．

（2）金屬桿速度為2.0 m/s時的加速度大小．

Answer 1

解：（1）由圖可知金屬棒最終達到勻速運動，速度大小

勻速運動時有                                     （4分）

由 可得

                                                      （4分）

由以上各式解得F = 18 N    （2分）

（2）當金屬棒速度大小為v = 2m/s時

                                       （4分）

其中

可解得                                           （4分）