如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为L= 0.2m，在导轨的一端接有阻值为R＝0.5Ω的电阻，在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B= 0.5T。一质量为m = 0. lkg的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v0 = 2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：

(1)电流为零时金属杆所处的位置

(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向

 (3)保持其他条件不变，而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系

(1) 电流为零时金属杆所处的位置

(2) F=－0.18N，"－"说明F指向x轴负方向或 F=－0.22N，"－"说明F指向x轴负方向。

(3)当时，。F指向x轴正方向。

当时，。F指向x轴负方向。


解析:

 (1) 电流为零时金属杆所处的位置

(2) 电流的最大值

金属直杆在向右运动的过程中，，得F=－0.18N，"－"说明F指向x轴负方向。

金属直杆在向右运动的过程中，，得F=－0.22N，"－"说明F指向x轴负方向。

(3)由，得

所以，当时，。F指向x轴正方向。

当时，。F指向x轴负方向。

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