Question

如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成30°角，两导轨的间距l=0.50m，一端接有阻值R=1.0Ω的电阻。质量m=0.10kg的金属棒ab置于导轨上，与轨道垂直，电阻r=0.25Ω。整个装置处于磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。t=0时刻，对金属棒施加一平行于导轨向上的外力F，使之由静止开始沿斜面向上运动，运动过程中电路中的电流随时间t变化的关系如图乙所示。电路中其他部分电阻忽略不计，g取10m/s²，求：   
（1）4.0s末金属棒ab瞬时速度的大小；
（2）4.0s末力F的瞬时功率。

Answer 1

（1）由图乙可得：t=4.0s时，I=0.8A。
根据              

（2）由和感应电流与时间的线性关系可知，金属棒做初速度为零的匀加速直线运动。
由运动规律      
解得4.0s内金属棒的加速度大小a =0.5m/s²
对金属棒进行受力分析，根据牛顿第二定律得：
      
又           
解得F="0.95N"
根据  解得     P="1.9W "

略