如图所示,abcd为质量M=2kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一
如图所示,
abcd为质量M=2kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一根质量m=0.6kg的金属棒PQ平行
bc放在水平导轨上,PQ棒左边靠着绝缘固定的竖直立柱
e、
f,导轨处于匀强磁场中,磁场以OO′为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度均为B=0.8T.导轨的
bc段长

,其电阻

,金属棒的电阻R=0.2

,其余电阻均可不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数

若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2N的水平拉力,设导轨足够长,

取10m/s
2,试求:
(1)导轨运动的最大加速度;
(2)流过导轨的最大电流;
(3)拉力F的最大功率.
解:(1)导轨向左运动时,导轨受到向左的拉力F,向右的安培力F
1和向右的摩擦力
f。 根据牛顿第二定律:

(3分) F
1=BI
l(1分)
f=μ(mg―BI
l)(3分)

(2分) 当I=0时,即刚拉动时,
a最大.

(2)随着导轨速度增大,感应电流增大,加速度减小. 当
a=0时,I最大 即

(2分)

(1分)(3)当
a=0时,I最大,导轨速度最大.

(2分)

(1分)

(3分)