Question

（12分）如图左下图所示，一对平行光滑轨道放置在水平面上，两轨道相距L=1m，两轨道用的电阻连接，有一质量m=0.5kg的导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。现用水平拉力F沿水平方向拉动导体杆，则： 

（1）若拉力F大小恒为4N，请说明导体杆做何种运动，最终速度为多少？
（2）若拉力F大小恒为4N，且已知从静止开始直到导体棒达到稳定速度所经历的位移为s=10m，求在此过程中电阻R上所生的热；
（3）若拉力F为变力，在其作用下恰使导体棒做加速度为a=2m/s²的匀加速直线运动，请写出拉力F随时间t的变化关系式

Answer 1

（1）棒做加速度减小的变加速运动；2m/s²（2）39J；（3）F=1+4t

试题分析：根据牛顿第二定律：F-BIL=ma
由欧姆定律：
根据法拉第电磁感应定律：E=BLv
联立得：
棒做加速度减小的变加速运动，当a=0时，
（2）由动能定理：Fs-W_安=mv²
且W_安=Q代入数据得：Q=39J
（3）由F-BIL=ma，，v=at
得：