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    如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻，空间有竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m，电阻为r的导体棒CD垂直于导轨放置，并接触良好．棒CD在平行于MN向右的水平拉力作用下由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动．求：
    （1）导体棒CD在磁场中由静止开始运动过程中拉力F与时间t的关系．
    （2）若撤去拉力后，棒的速度v随位移s的变化规律满足v=v0-cs，（C为已知的常数）撤去拉力后棒在磁场中运动距离d时恰好静止，则拉力作用的时间为多少？
    （3）若全过程中电阻R上消耗的电能为Q，则拉力做的功为多少？
    （4）请在图中定性画出导体棒从静止开始到停止全过程的v-t图象．图中横坐标上的t0为撤去拉力时刻，纵坐标上的v0为棒CD在t0时刻的速度（本小题不要求写出计算过程）
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    （1）t时刻，导体运动速度为   v=at产生的感应电动势为  E=Blv
        回路产生的感应电流I=
    E
    R+r
    所以安培力     F安=BIL=
    B2l2at
    R+r

       由牛顿第二定律得：F -
    B2l2at
    R+r
    =ma    ，所以拉力与时间关系F=
    B2l2at
    R+r
    +ma      
     （2）设拉力作用的时间t0，则v0=at0 当位移d时速度v=0代入v=v0-cs
              得 t0=
    cd
    a
        
    （3）在回路中电阻R与电阻r消耗的电能之比为
    Q
    Qr
    =
    R
    r

           Q+Qr=W安  ）得W安=
    (R+r)Q
    R
    对整个过程，由动能定理WF-W安=0
          所以WF=
    (R+r)Q
    R

    （4）先做匀加速，再做减速运动：v-t图象如图所示．

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    故答案为：（1）拉力与时间关系F=
    B2l2at
    R+r
    +ma
               （2）拉力作用的时间为：t0=
    cd
    a
     
               （3）拉力做的功为：WF=
    (R+r)Q
    R

                （4）图象如图
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    （1）棒MN中的电流方向；
    （2）棒MN所受磁场力的大小和方向；
    （3）磁感应强度B的大小．

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    （1）若撤去水平力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-
    B2L2m(R+r)
    ?x    ，且棒在运动到gh处时恰好静止，则水平力F作用的时间t为多少？
    （2）若在棒未出磁场区域时撤去水平力F，画出棒在整个运动过程中速度v随位移x变化的各种可能的图线．

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    0.3
    0.3
    V；金属棒ab运动的速度为
    4
    4
    m/s．

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