Question

如圖所示，ef、gh為水平放置的足夠長的平行光滑導軌，導軌間距為L=1m，導軌左端連接一個R=2Ω的電阻，將一根質(zhì)量為0.5kg的金屬棒cd垂直地放置導軌上，且與導軌接觸良好，導軌與金屬棒的電阻均不計，整個裝置放在磁感應強度為B=2T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下。現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始向右運動。試解答以下問題。

（1）若施加的水平外力恒為F=8N，

則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v₁是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒為P=18W，
則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v₂是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒為P=18W，金屬棒從靜止開始運動，經(jīng)0.5s速度達
v₃=2m/s，則在此過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為多少？
　

Answer 1

（1）由E=BL，I=E/R和F=BIL可得： F=　∴₁=FR/B²L²=4m/s�。�2）金屬棒速度達到穩(wěn)定時，水平外力F= 又P=F₂　m/s=3m/s�。�3）設(shè)電阻上產(chǎn)生的熱量為Q，則根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可得：Pt=+Q　∴Q=Pt―=（18×0.5－×0.5×2²）J=8J