如图所示,刚性
U型金属导轨
M1N1N2M2是位于光滑水平桌面上,其左端中接有阻值为
R的电阻,它们总的质量为
m0.导轨的两条轨道间的距离为
l,
PQ是质量为
m的金属杆,其电阻为
r,可在轨道上滑动,滑动时保持与轨道垂直。杆与轨道的接触是粗糙的,导轨的电阻均不计.初始时,杆
PQ于图中的虚线处,虚线的右侧为一匀强磁场区域,磁场方向垂直于桌面,磁感应强度的大小为
B.现有一位于导轨平面内的与轨道平行的恒力
F作用于
PQ上,使之从静止开始在轨道上向右作加速运动.已知经过时间
t通过电阻的电流为
I0,导轨向右移动的距离为
x0(导轨的
N1N2部分尚未进人磁场区域).不考虑回路的自感,求 :
(1)杆与轨道的摩擦力
(2)
PQ离开虚线的距离
(3)在此过程中电阻所消耗的能量.
