如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內(nèi)，距離為L= 0.2m，在導軌的一端接有阻值為R＝0.5Ω的電阻，在x≥0處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感強度B= 0.5T。一質(zhì)量為m = 0. lkg的金屬直桿垂直放置在導軌上，并以v₀ = 2m/s的初速度進入磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力F的共同作用下作勻變速直線運動，加速度大小為a=2m/s²、方向與初速度方向相反。設導軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好。求：

(1)電流為零時金屬桿所處的位置

(2)電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向

 (3)保持其他條件不變，而初速度v₀取不同值，求開始時F的方向與初速度v₀取值的關系

（21分）如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內(nèi)，距離為l ＝0.2m，在導軌的一端接有阻值為R ＝ 0.5Ω的電阻，在X ≥ 0處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感強度B ＝ 0.5T。一質(zhì)量為m ＝ 0.1kg的金屬直桿垂直放置在導軌上，并以v0＝2m/s的初速度進人磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力 F的共同作用下作勻變速直線運動，加速度大小為a ＝ 2m/s2，方向與初速度方向相反。設導軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好，求：

（1）電流為零時金屬桿所處的位置；

（2）電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力 F的大小和方向；

（3）保持其他條件不變，而初速度v0取不同值，求開始時F的方向與初速度v0取值的關系。

如圖所示，兩條互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內(nèi)，距離為l ＝0.2m，在導軌的一端接有阻值為R ＝0.5Ω的電阻，在X ≥ 0處有一與水平面垂直的均勻磁場，磁感強度B ＝ 0.5T。一質(zhì)量為m ＝ 0.1kg的金屬直桿垂直放置在導軌上，并以v0＝2m/s的初速度進人磁場，在安培力和一垂直于桿的水平外力 F的共同作用下作勻變速直線運動，加速度大小為a ＝ 2m/s2，方向與初速度方向相反。設導軌和金屬桿的電阻都可以忽略，且接觸良好，求：

（1）電流為零時金屬桿所處的位置；

（2）電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力 F的大小和方向；

（3）保持其他條件不變，而初速度v0取不同值，求開始時F方向與初速度v0取值關系