如图（a），两根足够长、光滑平行金属直导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨电阻不计，其上端连接右侧电路，定值电阻R1阻值为3r,变阻器R的最大阻值为6r。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，一根质量为m、电阻为r、长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上。现调节变阻器R取某一阻值（不为零），棒ab由静止释放，且在运动中始终与导轨接触良好，重力加速度为g,则：
（1）判定棒ab中电流方向；
（2）若R取1.5r,分析并在图（b）中作出棒ab由静止释放后，加速度a随速度v变化的图像；
（3）R取何值，在金属棒运动稳定时R消耗的功率最大？求出其最大功率Pmax。
（4）若导轨MN、PQ不光滑，棒ab释放后始终与导轨接触良好，为了确保棒运动过程中无摩擦损耗，可以在棒的中点施加一个拉力，请给出这个拉力的最小值Fmin和方向（此问无需分析过程）。
【答案】（1）棒ab中电流方向由b流向a；
（2）棒ab由静止释放后加速度a随速度v变化的图像如上图所示；
（3）R何值为3r时金属棒运动稳定时R消耗的功率最大，最大功率Pmax是。
（4）拉力的最小值Fmin是mgcosθ，方向垂直于导轨平面向上。
（2）棒ab由静止释放后加速度a随速度v变化的图像如上图所示；
（3）R何值为3r时金属棒运动稳定时R消耗的功率最大，最大功率Pmax是
3
r
m
2
g
2
si
n
2
θ
4
B
2
L
2
（4）拉力的最小值Fmin是mgcosθ，方向垂直于导轨平面向上。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：81引用：1难度：0.4
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（2）断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q,求该过程安培力做的功W。发布：2024/12/29 20:30:1组卷：3385引用：17难度：0.5 -
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（1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度a；
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（3）舰载机减速过程通过的位移x的大小。发布：2024/12/29 23:0:1组卷：259引用：4难度：0.4
