Question

如圖，在金屬導軌MNC和PQD中，MN與PQ平行且間距為L=1m，MNQP所在平面與水平面夾角α=370。N、Q連線與MN垂直，M、P間接有阻值R=10Ω的電阻。光滑直導軌NC和QD在同一水平面內，與NQ的夾角均為θ=530。ab棒的初始位置在水平導軌上與NQ重合。ef棒垂直放在傾斜導軌上，與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1，由導軌上的小立柱1和2阻擋而靜止。金屬棒ab和ef質量均為m=0.5kg，長均為L=1m。空間有豎直方向、磁感應強度B=2T的勻強磁場（圖中未畫出）。兩金屬棒與導軌保持良好接觸，ef棒的阻值R=10Ω，不計所有導軌和ab棒的電阻。假設最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。忽略感應電流產生的磁場。若ab棒在拉力F的作用下，以垂直于NQ的速度v1=1m/s在水平導軌上向右勻速運動，且運動過程中ef棒始終靜止。

（1）求金屬棒ab運動到x=0.3m處時，經過ab棒的電流大小；

（2）推導金屬棒ab從NQ處運動一段距離x過程中拉力F與x的關系式；

（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2=2m/s在水平導軌上向右勻速運動，在NQ位置時取走小立柱1和2，且運動過程中ef棒始終靜止。求此狀態(tài)下磁感應強度B的最大值及方向。

Answer 1