Question

如圖所示，質(zhì)量為M＝2kg的金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的水平絕緣平面上，導(dǎo)軌bc段長(zhǎng)為l＝0.5m、電阻為r＝0.4Ω，導(dǎo)軌其余部分電阻不計(jì)。一根質(zhì)量為m＝0.6kg、電阻為R＝0.2Ω的金屬棒PQ平行于bc放置，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m＝0.2，棒的左端有兩個(gè)絕緣立柱e、f。導(dǎo)軌處在大小為B＝0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以ef為界，其左端磁場(chǎng)方向豎直向上，右端磁場(chǎng)水平向右。現(xiàn)在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向水平向左的拉力，使導(dǎo)軌又以a＝0.2m/s²的加速度由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)P、Q中電流達(dá)到I＝4A時(shí)，導(dǎo)軌改做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，求：
（1）導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)后，比較P、Q兩點(diǎn)電勢(shì)的高低；
（2）導(dǎo)軌做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平拉力的大�。�
（3）導(dǎo)軌做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，水平拉力的最小值；
（4）當(dāng)導(dǎo)體棒上消耗的功率為0.8W時(shí)，水平拉力的功率。

Answer 1

（1）P點(diǎn)電勢(shì)較高，（2）F＝BIL＋f＝BIL＋m（mg－BIL）＝2.48 N，（3）F－BIL－m（mg－BIL）＝Ma，I＝BLv /（R＋r），所以F－－m（mg－）＝Ma，當(dāng)v＝0時(shí)F有最小值為1.6 N，（4）I＝＝2A，I＝BLv /（R＋r），所以v＝3 m/s，則F＝2.24 N，P＝Fv＝6.72W。