Question

如圖所示,寬度L=1 m的足夠長的U形金屬框架水平放置,框架處在豎直向上的勻強磁場中,磁感應強度B=1 T,框架導軌上放一根質量m=0.2 kg、電阻R=1.0 Ω的金屬棒ab,棒ab與導軌間的動摩擦因數μ=0.5.現用功率為6 W的牽引力F使棒從靜止開始沿導軌運動(ab棒始終與導軌接觸良好且垂直)。當棒的電阻R產生熱量Q=5.8 J時獲得穩(wěn)定速度,此過程中,通過棒的電荷量q=2.8 C(框架電阻不計,g取10 m/s2).問:

(1)ab棒達到的穩(wěn)定速度為多大?

(2)ab從靜止到達穩(wěn)定速度的時間為多少?

Answer 1

（1）2 m/s （2）1.5 s

【解析】

試題分析：（1）因P=Fv，F安=BIl，，棒達穩(wěn)定速度時有F=F安+μmg，解得v=2 m/s.

（2）設棒由靜止到達穩(wěn)定速度通過的距離為x，由能量守恒定律得：Pt=Q+μmgx+mv2，因q=I·Δt，

解得t=1.5 s.

考點：物體的平衡；法拉第電磁感應定律；能量守恒定律。