如图a所示,光滑水平直金属轨道宽
L=0.4m,左端连接定值电阻
R,轨道电阻不计。轨道内存在有界匀强磁场,磁感应强度
B=0.5T。一根质量
m=0.2kg、不计电阻的金属杆垂直轨道放置,在轨道上以初速度
v0进入磁场向右运动,通过施加一个水平拉力
F使金属杆做加速度大小
a="1" m/s
2的匀减速运动直至速度为零。若以
F向右为正,金属杆在磁场中运动的过程中
F和金属杆运动速度
v的关系如图b所示。
(1)试分析当
v="1" m/s时金属杆在水平方向的受力情况;
(2)求当
v="1" m/s时金属杆所受安培力
FA的大小;
(3)求定值电阻
R的大小;
(4)若金属杆以
v0=2m/s进入磁场,恰好运动到磁场右边界时速度为0,试讨论若金属杆以
v0<2 m/s的不同数值进入磁场,金属杆从进入磁场到速度为零的过程中,拉力
F的大小和方向变化情况。
