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    （20分）如图所示， OACO 为置于水平面内的光滑闭合金属导轨， O 、 C 处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示）， R 1 =4Ω、 R 2 =8Ω（导轨其它部分电阻不计）。导轨 OAC 的形状满足 （单位：m）。磁感应强度 B =0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力 F 作用下，以恒定的速率 v =5.0m/s水平向右在导轨上从 O 点滑动到 C 点，棒与导轨接触良好且始终保持与 OC 导轨垂直，不计棒的电阻。求：（1）外力 F 的最大值；（2）金属棒在导轨上运动时电阻丝 R 1 上消耗的最大功率；（3）在滑动过程中通过金属棒的电流 I 与时间 t 的关系。

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    推荐答案   2015-01-30
    （1）0.3N
    （2）1W
    （3）


    （1）金属棒匀速运动， F 外 = F 安 （2分）
    E = BLv （1分）
    I = E / R 总 （1分）
    L max =2sin90°=2m（1分）
    R 总 =8/3Ω（1分）
    故 F max ="0.3N" （2分）
    （2） P 1 = E 2 / R 1 =1W（5分）
    （3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化
    且 x = vt ， E = BLv
    故        （ t∈（0，0.6））（7分）
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