图片中高中物理第15题不懂，盼您详细分析讲解，谢谢！

Question

如题所述

Answer 1

解：
1、感应电动势可以看成是bc段向左运动，切割磁感线而产生的。
E＝BLV=BLat

导轨向右运动的过程中，PQ右侧不断有部分导轨开始接入电路中，并与原PQ左侧部分电阻串联。
在t时刻，导轨向左运动的位移
S=1/2*a*t^2

t时刻，PQ左侧部分的总电阻
R总＝R+R0*2S=R+R0*a*t^2

电路中的感应电流
I＝E/R总＝BLat/(R+R0*a*t^2)

2、 导轨在F力向左运动的过程中，受到与PQ之间的摩擦力和bc段的安培力。

经分析知：电流的方向为：
bc段是从c到b；PQ段是从Q到P
得到安培力的方向为：
bc段所受安培力水平向右，PQ段所受安培力竖直向下。
设bc、PQ段的安培力分别为F1、F2

则有：
F－F1-u(mg+F2)=Ma
F－IBL－u(mg+IBL)=Ma
将I的表达式代入上式得：
F＝Ma+umg+(1+u)*BLat/(R+R0*a*t^2)
=Ma+umg+(1+u)*BLa/(R/t+R0*a*t)
要使F有最大值，则 R/t+R0*a*t有最小值
根据:a+b>=2√ab知，
R/t=R0*a*t时，有最小值
R/t+R0*a*t有最小值为2√R*R0*a
所以：F的最大值为
Fmax=Ma+umg+(1+u)*BLa/(2√R*R0*a)
=Ma+umg+(1+u)*BL/2*(√a/R*R0)

3、
导体在运动过程中为匀加速运动，
F合＝Ma
F合*X＝ΔEk
因此，只要求出这段过程对应的导轨的位移X即可

f=u(mg+FN)
摩擦力做的功W=f*X=u(mg+FN)*X=umgx+uFN*x=umgx+uQ
X=(W-uQ)/umg

动能增量ΔEk＝F合*X=Ma*X=Ma*(W-uQ)/umg

注：第三问中：U*FN*X＝Q 为什么这样转移我也没想白~~
即使PQ和导轨之间没有摩擦，导轨在运动过程中也会产生感应电动势和感应电流，也会产生焦耳热，为什么焦耳热成为了克服摩擦力做的功的一部分了呢……。

若对其它部分有疑问，请追问！来自：求助得到的回答

Answer 2

答案都这么详细了，我也无能为力了！