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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ef,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/s2,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.

答案

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F1和向右的摩擦力f。 根据牛顿第二定律: (3分) F1=BIl(1分) f=μ(mg―BIl)(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)

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