Question

【题目】如下图所示，两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为L＝0.5m，在导轨的一端接有阻值为R＝0.8Ω的电阻，在x≥0一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度B＝2T．一质量m＝2 kg的金属杆垂直放置在导轨上，金属杆的电阻r＝0.2Ω，导轨电阻不计．当金属杆以v0 ＝1 m/s的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为P＝36W，经过2s金属杆达到最大速度．求：

（1）金属杆达到的最大速度vm

（2）在这2 s时间内回路产生的热量Q

Answer 1

【答案】（1）6m/s （2）37J

【解析】（1）由平衡知识可知：F外=FA

安培力：FA=BIL

由闭合电路的欧姆定律：I=E/（R+r）

电动势：E=BLvm

功率：P=F外vm

解得：vm=6m/s

（2）能量守恒：

解得Q=37J