题目内容

如图所示,倾角θ=30°,宽度L=1 m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上。用平行导轨功率恒为6 W的牵引力F牵引一根质量m=0.2 kg,电阻R=1Ω,放在导轨上的金属棒ab由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当金属棒ab移动2.8 m时,获得稳定速度,在此过程中金属棒产生的热量为5.8 J(不计导轨电阻及一切摩擦,g取10 m/s2)问:

(1)简要叙述金属棒的运动情况。?

(2)金属棒达到的稳定速度是多大??

(3)金属棒从静止达到稳定速度所需时间是多少??????

(1)加速度逐渐减小的加速运动;或答变速加速运动;或答变速运动。?

(2)金属棒稳定速度为 v时,所受安培力为FB则?

?F =mgsinθ+FB? ① ?     FB = BIL? ②?

?I = =?  ③?        F =     ④?

由①②③④得=mgsinθ+??

代入数据得v2+v -6=0?

        V =2 m/s?

        V =3 m/s(舍去)?

(3)由能量转化和守恒定律得:?

Pt =mgsinθ+mv2+Q??

代入数据解得t=1.5 s


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