题目内容
【题目】（16分）如图所示，两条相互平行的光滑金属导轨水平距离l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=5Ω的电阻，在x ≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B=5T。一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：
（1）从进入磁场到速度减为零的过程中通过电阻R的电荷量；
（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；
【答案】（1）
（2）0.4N 方向向左
【解析】
（1）感应电动势
，故
时
，则
．
（2）最大电流
．安培力
，
向右运动时，
，方向与x轴相反
向左运动时，
，方向与x轴相反
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