（23-24高二下·江苏苏州·阶段练习）如图，有一个无限长的间距为1m的平行金属轨道固定在水平面上，整个装置处在一个磁感应强度
，方向竖直向下的匀强磁场中。轨道左端ab间连有一个阻值
的定值电阻，又有一个质量
，阻值
的金属棒垂直放置于轨道上方，金属棒与轨道间的动摩擦因数
。现用一个外力F拉动金属棒，使其从静止开始做加速度
的匀加速直线运动（g取10m/s2）
（1）求2秒末时通过电阻R的电流大小及方向及Uab
（2）求2秒末安培力对金属棒做功的功率
（3）若在原磁场的基础之上再额外增加一个水平向右的匀强磁场
，重新拉动金属棒做相同的运动，写出外力F随时间t的表达式
【答案】（1）4A；2V；（2）16W；（3）
【知识点】作用的导体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压
【详解】（1）2秒末金属棒的速度为
金属棒产生的感应电动势为
通过电阻R的电流大小为
根据右手定则可知通过R的电流方向为由a到b。即a点电势高于b点电势，有
（2）2秒末安培力对金属棒做功的功率为
（3）若在原磁场的基础之上再额外增加一个水平向右的匀强磁场
，对金属棒受力分析知，金属棒额外受到一个竖直向下的安培力，经时间t则有
又
解得外力F随时间t的表达式为
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