Question

(16分)如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導軌間距L=lm，電阻R₁=3Ω，R₂=1.5Ω，導軌上放一質量m=1kg的金屬桿，長度與金屬導軌等寬，與導軌接觸良好，金屬桿的電阻r=1.0Ω，導軌電阻忽略不計，整個裝置處于磁感應強度B=1.0T的勻強磁場中，磁場的方向垂直導軌平面向下．現用一拉力F沿水平方向拉桿，使金屬桿由靜止開始運動．圖乙所示為通過金屬桿中的電流平方(I²)隨位移(x)變化的圖線，當金屬桿運動位移為5m時，求：

(1)金屬桿的動能：
(2)安培力的功率；
(3)拉力F的大小．

Answer 1

（1）32J （2）32W  （3）10.4N

試題分析：（1）由圖乙可得此時金屬桿中電流I=4A
由
    得： 金屬桿的動能
（2）F_A=BIL=4N  
（3）由圖可知 而 得：
可知金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動，加速度
根據F-F_A=ma 求得F=10.4N