如图甲所示,宽度为L的足够长光滑金属导轨水平固定在匀强磁场中,磁场范围足够大,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上。现有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN放置在金属导轨上,长度与金属导轨宽度相等,金属棒MN在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻。
(1)若金属棒MN在水平向右的恒力F(已知)作用下由静止开始运动:
a.描述金属棒MN的运动情况,请从速度、加速度两个角度进行分析;
b.求金属棒所能达到的最大速度vm。
(2)若t=0时对原静止的金属棒MN施加一水平向右外力F(未知),使金属棒MN做加速度大小为a(已知)的匀加速直线运动:
a.请推导金属棒MN加速过程中外力F随时间t变化的关系式,并在图乙中画出F-t的示意图;
b.经过时间t0后撤掉外力,求之后金属棒MN前进的距离x。
【答案】见试题解答内容
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