题目内容

【题目】如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R＝2Ω的电阻，将一根质量为0．2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，解答以下问题。

（1）若施加的水平外力恒为F＝8N，则金属棒达到的稳定速度ν1是多少？

（2）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则金属棒达到的稳定速度ν2是多少？

（3）若施加的水平外力的功率恒为P＝18W，则从金属棒开始运动到速度v3＝2m／s的过程中电阻R产生的热量为8．6J，则该过程中所需的时间是多少？

【答案】（1）4m/s（2）3m/s（3）0．5s

【解析】

试题分析：（1）E=BLv，I=E/R，F安=BIL

稳定时：F=F安= B2L2v/R，∴v1=4m/s

（2）速度稳定时，F=F安

PF=PF安= Fv= B2L2v2/R

PF=18W

∴v2=3m/s

（3）由动能定理得：Pt+W安=mv2

W安=-Q= -8．6J

∴t=0．5s

练习册系列答案
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C.只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功
D.只要物体受力，又在力的方向上发生位移，则力一定对物体做功

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C. 有恒力F时，小物块在上升过程机械能的减少量较大

D. 有恒力F时，小物块在上升过程产生的热量较小

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