（22-23高二下·江苏南京·期末）如图所示，水平面（纸面）内间距为l0=0.1m的平行金属导轨间左端接一阻值为R=0.01Ω的电阻，质量为m=0.1kg、长度为l=0.12m的光滑金属杆置于导轨上。金属杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，经过时间t1=2s，金属杆以速度v1=2m/s进入磁感应强度大小为B=0.2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域（磁场区域足够大，导轨足够长），杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好。求：
（1）求恒力F的大小；
（2）金属杆刚进入磁场时加速度a的大小；
（3）金属杆能够达到的最大速度。
【答案】（1）0.1N；（2）0.2m/s2；（3）2.5m/s
【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）金属杆未进入磁场时，设金属杆的加速度为
，根据牛顿第二定律有
根据速度时间公式有
联立解得
F=0.1N
（2）金属杆刚进入磁场时，由牛顿第二定律有
金属杆切割磁感线产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律可知
而根据闭合电路欧姆定律有
联立解得金属杆刚进入磁场时的加速度为
a=0.2m/s2
（3）当金属杆受到的安培力与拉力相等时，速度达到最大，则有
由法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
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