如图所示,两根相距为d足够长的平行光滑金属导轨位于水平的xoy平面内,导轨与x轴平行,一端接有阻值为R的电阻.在x>0的一侧存在竖直向下的匀强磁场,一电阻为r的金属直杆与金属导轨垂直放置,并可在导轨上滑动.开始时,金属直杆位于x=0处,现给金属杆一大小为v0、方向沿x轴正方向的初速度.在运动过程中有一大小可调节的平行于x轴的外力F作用在金属杆上,使金属杆保持大小为a、方向沿x轴负方向的恒定加速度运动.金属轨道电阻可忽略不计. 求: (1)金属杆减速过程中到达x=x0处位置时金属杆的感应电动势E; (2)回路中感应电流方向发生改变时,金属杆在轨道上的位置; (3)若金属杆质量为m,请推导出外力F随金属杆在x轴上的位置(x)变化关系的表达式. |