题目内容

如图12-63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=1 m,导轨左端连接一个R=2 Ω的电阻,将一根质量为0.2 kg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=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下.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.试解答以下问题.

图12-63

(1)若施加的水平外力恒为F=8 N,则金属棒达到的稳定速度v1是多少?

(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18 W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少?

(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18 W,则从金属棒开始运动到速度v3=2 m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6 J,则该过程所需的时间是多少?

(1)4 m/s  (2)3 m/s  (3)0.5 s


解析:

(1)由E=BLv、I=和F=BIL知F=

代入数据后得v1= 4 m/s.

(2)由F=和P=Fv有v2=

代入数据后得v2=m/s=3 m/s.

(3)Pt=+Q

t=

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