题目

如图所示，水平面内有两根互相平行且足够长的光滑金属轨道，它们间的距离L=0.20 m，在两轨道的左端之间接有一个R=0.10的电阻。在虚线OO′（OO′垂直于轨道）右侧有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T。一根质量m=0.10kg的直金属杆垂直于轨道放在两根轨道上。某时刻杆以=2.0m／s且平行于轨道的初速度进入磁场，同时在杆上施加一个水平拉力，使其以=2.0m／s2的加速度做匀减速直线运动。杆始终与轨道垂直且它们之间保持良好接触。杆和轨道的电阻均可忽略。     （1）请你通过计算判断，在金属杆向右运动的过程中，杆上所施加的水平拉力的方向；     （2）在金属杆向右运动的过程中，求杆中的感应电流为最大值的时，水平拉力的大小；     （3）从金属杆进入磁场至速度减为零的过程中，电阻R上发出的热量Q=0.13J，求此过程中水平拉力做的功。 答案：       解：（1）（2分）金属杆刚进入磁场时，杆中的感应电流        此时，杆所受的安培力，方向水平向左        杆所受的合力，方向水平向左        在金属杆向右做匀减速直线运动的过程中，安培力不断减小        因此，杆上所施加的水平拉力的方向始终向左        （2）（3分）当速度减为时，电流为        此时杆所受的安培力，方向水平向左        根据牛顿第二定律        水平拉力的大小        （3）（3分）由动能定理        其中克服安培力做功的数值等于电阻R上发出的热量Q，即        所以J

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