解题思路：（1）电流为0时，电动势为0，切割的速度为0．即知电流为0的位置为金属杆匀减速运动速度为0的位置，根据匀变速运动的公式求出金属杆的位移．
（2）当速度为v0时，电动势最大，电流最大，根据E=BLv，结合闭合电路欧姆定律，可以求出最大电流．从而可以求出电流为最大值的一半时所受的安培力，根据牛顿第二定律求出外力的大小和方向．（要考虑金属杆的运动方向）
（3）开始时，金属杆所受的安培力FA=
B
2
L
2
v
0
/R]，若FA＜ma，F方向与x轴相反；FA＞ma，F方向与x轴相同．
（1）感应电动势E=Blv，I=[E/R]∴I=0时v=0
所以x=
v02
2a=1m
（2）最大电流Im=
BLv0
R
I′＝
Im
2＝
BLv0
2R
安培力FA＝BI′L＝
B2L2v0
2R=0.02N
向右运动时 F+FA=ma
F=ma-FA=0.18N 方向与x轴相反
向左运动时F-FA=ma
F=ma+FA=0.22N 方向与x轴相反
（3）开始时 v=v0，FA=BImL=
B2L2v0
R
F+FA=ma，F=ma-FA=ma-
B2L2v0
R
∴当v0＜[maR
B2L2=10m/s 时，F＞0方向与x轴相反
当v0＞
maR
B2L2=10m/s 时，F＜0方向与x轴相同．
点评：
本题考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律；闭合电路的欧姆定律．
考点点评： 解决本题的关键正确地对金属杆进行受力分析，灵活运用牛顿第二定律．以及掌握导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv．
1年前
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