相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒...

相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同，ab、cd两棒的电阻均为r=0.9Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F作用下从静止开始，沿导轨匀加速运动，g取10m/s²．
（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向？cd棒受到的安培力方向？
（2）求出ab棒加速度大小和磁感应强度B的大小？
（3）从t₁=0到t₂=2s，金属棒ab的机械能变化了多少？

（1）根据右手定则判断ab棒中电流方向，由左手定则判断cd棒受到的安培力．（2）由图象读出t1=0时刻的拉力，由牛顿定律求出加速度a．由图读出t2=2s时的拉力，由牛顿定律、欧姆定律求B．（3）从t1=0到t2=2s，ab棒重力势能增大，动能增大，可求出金属棒ab的机械能变化．【解析】（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向从b流向a． cd棒受到的安培力方向是垂直导轨平面向里．（2）设ab棒加速度大小为a，当t1=0时，F1=11N，则 F1-mg=ma 解得a=1m/s2 当t2=2s时，F2=14.6N，设ab棒速度大小为v，其中电流为I，则 F2-mg-BIL=ma v=at2 BLv=2I r 解得B=1.2T （3）从t1=0到t2=2s，ab棒通过的距离为h，则设金属棒ab的机械能变化为△E，则 △E=mgh+ 解得△E=22J

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考点分析：

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A．增大③和④之间的距离
B．增大④和⑤之间的距离
C．将红色滤光片改为绿色滤光片
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