(1)若金属棒与导轨间是光滑的,那么平衡时必有恒定拉力与安培力平衡,即
从而得到
,即
与F成线性关系且经过坐标原点.而本题的图像坐标没有经过原点,说明金属棒与导轨间有摩擦.金属棒在匀速运动之前
,随着速度的增加,安培力越来越大,最后相等.故金属棒在匀速运动之前做变速运动(加速度越来越小).
(2)设摩擦力为
,平衡时有
.选取两个平衡状态,得到两个方程组,从而求解得到.如当F=4N时,
;当F=10N时,
.代入
解得:B=1T,
(3)由以上分析得到:
-F图线的截距可求得金属棒与导轨间的摩擦力,大小为2N.