Question

如图所示：宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，框

如图所示：宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直），当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量q=2.8C（框架电阻不计，g取10m/s 2 ）．问：（1）ab棒达到的稳定速度多大？（2）ab棒从静止到稳定速度的时间多少？

Answer 1

（1）功率：P=Fv① 根据安培力公式：F 安 =BIL② 根据欧姆定律：I= BLv R …③ 又棒稳定时：F=F 安 +μmg…④ 由①②③④联立解得：v=2m/s （2）由能量守恒得：Pt=Q+μmgs+ 1 2 mv 2 ① 因为q=It I= E R E= △φ △t △φ=BSL 所以S= qR BL ② 由①②联立解得：t=1.5s 答：（1）ab棒达到的稳定速度2m/s； （2）ab棒从静止到稳定速度的时间1.5s．