题目内容
【题目】如图所示，MN、PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨，匀强磁场的磁感线垂直导轨平面
导轨左端接阻值
的电阻，电阻两端并联一电压表，垂直导轨跨接一金属杆ab，ab的质量
，电阻
与导轨间动摩擦因数
，导轨电阻不计，现用
的恒力水平向右拉ab，使之从静止开始运动，经时间
后，ab开始做匀速运动，此时电压表示数
重力加速度
求：
匀速运动时，外力F的功率．
杆加速过程中，通过R的电量．
杆加速运动的距离．
【答案】
．
．
．
【解析】
金属杆在水平恒定拉力的作用下，切割磁感线运动，产生电动势，回路中出现电流，导致金属杆受到安培力
当安培力、滑动摩擦力与拉力相等时，金属杆做匀速直线运动由此时的电压表的读数可算出金属杆产生的电动势，则可以求出金属杆的运动速度，最后算出外力的功率；由动量定理求得通过R的电量；由法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出ab杆加速运动的距离。
（1）设导轨间距为L，磁感应强度为B，ab杆匀速运动的速度为v，电流为I，此时ab杆受力如图所示：
由平衡条件得：
由欧姆定律得：
解得：
F的功率：
（2）设ab加速时间为t，加速过程的平均感应电流为
，
由动量定理得：
解得：
（3）设加速运动距离为s，由法拉第电磁感应定律得
又
联立解得
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