题目内容
如图所示，水平放置的两条光滑平行金属导轨ab，相距为d=1m，导轨之间垂直放置一质量为m=1kg，长度L=2m的均匀金属棒MN，棒与导轨始终良好接触。棒的电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。左端导轨之间接有一电阻为R=2Ω的灯泡，整个装置放在磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动，试求：ks5u
（1）若施加的水平恒力F=8N，则金属棒达到的稳定速度为多少？
（2）在（1）的前提下，金属棒MN两端的电势差UMN
（3）若施加的水平外力功率恒为P=20W，经历t=1s时间，棒的速度达到2m/s，则此过程中灯泡产生的热量是多少？
解：（1）稳定时金属棒平衡，设速度为
，则有 
①
由法拉第电磁感应定律 
②
闭合电路欧姆定律 
③
联立①②③得 
④
（2）
⑤
（或
） ⑥
联立②③④⑤⑥得 
⑦ks5u
（3）设金属棒克服安培力做功为W，由动能定理得 
⑧
克服安培力做功转化为总电能，设为Q，则有
⑨
故灯泡发热为
⑩
联立⑦⑧⑨的 
评分：①②③④每式1分，⑤⑥⑦⑧⑨⑩每式2分
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