题目内容
【题目】如图所示，水平放置的平行金属导轨间的距离为L(导轨电阻不计)，左侧接阻值为R的电阻，区域cdef内存在磁感应强度为B垂直轨道平面的有界匀强磁场，磁场宽度为s。一质量为m，电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，与导轨间的动摩擦因数为μ，从t=0时刻开始，金属棒MN受到为水平向右的拉力F作用，从磁场的左侧边界由静止开始运动，用传感器测得电阻R两端的电压在0~1s内变化规律如图所示，(已知B=0.5T，L=1m，m=lkg，R=0.3Ω，r=0.2Ω，s=1m，μ=0.01，g取10m/s2)
(1)求金属棒刚开始运动瞬间的加速度。
(2)写出0~1s内拉力F与时间t的函数表达式。
【答案】（1）0.4m/s2（2）
（N）（0≤t≤1s)
【解析】
（1）金属棒做初速度为零的匀加速运动，结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律以及运动公式求解金属棒刚开始运动瞬间的加速度；（2）根据牛顿第二定律结合安培力公式求解0~1s内拉力F与时间t的函数表达式。
（1）金属棒做初速度为零的匀加速运动。
故
得
m/s2
（2）设
则有
N
a与t无关，故
得
（N）（0≤t≤1s)
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