Question

（14分）如圖所示，兩根相距為L的金屬軌道固定于水平面上，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，一根質(zhì)量為m、長為L、電阻為R的金屬棒放于導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)為µ，棒與導(dǎo)軌的接觸電阻不計(jì)。導(dǎo)軌左端連有阻值為2R的電阻，有n段豎直向下的寬度為a間距為b的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B。金屬棒初始位于OO′處，與第一段磁場相距2a。若此時金屬棒有向右的初速度v₀，為使金屬棒保持v₀一直向右穿過各磁場，需對金屬棒施加一個水平向右的拉力。求:

（1）金屬棒進(jìn)入磁場前拉力F₁的大小和進(jìn)入磁場后拉力F₂的大小；

（2）金屬棒從OO′開始運(yùn)動到剛離開第n段磁場過程中，拉力所做的功。

Answer 1

（1）金屬棒進(jìn)入磁場前

                                                          (2分)

金屬棒在磁場中運(yùn)動時

                            (2分)

                                                           (2分)

                                                           (1分)

（2）在非磁場區(qū)域外力F₁所做的功為

                    (3分)

在磁場區(qū)域外力F₂所做的功為

                                     (3分)

在此過程拉力所做的總功

 (1分)