题目内容
如图所示，倾角θ=30°，宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感强度B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直.用平行于导轨，功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=0.2kg，电阻R=1Ω放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动（ab始终与导轨接触良好且垂直），当ab棒移动2.8m时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为5.8J（不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m/s2），求：
（1）ab棒的稳定速度；
（2）ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间.
【答案】
（1）2m/s（2）t=1.5s
【解析】
试题分析：（1）ab棒达到稳定速度后，应具有受力平衡的特点，设此时棒ab所受安培力为FB.则
F=mgsin30°+FB （1）
而FB=BIL=
. （2）
牵引力F=
（3）
将②③代入①后得=mgsin30°+
（4）
代入数据后得v1=2m/s，v2=3m/s（舍去）
（2）设从静止到稳定速度所需时间为 t .棒ab从静止开始到具有稳定速度的过程中在做
变加速直线运动，据能量守恒得：
Pt=
mv2+mgsin30°・s+Q （5）
代入数据得t=1.5s
Pt=mv2+mgsin30°・s+Q （5）
代入数据得t=1.5s
考点：考查了力和电磁学的综合应用
点评：当导体稳定后，处于平衡状态，从而解出安培力大小，
练习册系列答案
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