Question

如图所示，一对平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 ＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的电阻，一质

如图所示，一对平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距 ＝1.0 m，左端接有阻值R＝1.0Ω的电阻，一质量m＝0.2 kg，电阻忽略不计的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B＝1.0 T，棒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（棒MN在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触），当电阻R产生热量Q =" 5.8" J时获得稳定速度，此过程中，通过电阻R的电量q =" 2.8" C（g取10m/s 2 ），求： (1)棒MN达到的稳定速度多大？(2)棒MN从静止开始到稳定速度的时间是多少？

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Answer 1

（1）2m/s（2）1.5s

试题分析：（1）当安培力和拉力F,摩擦力相平时，物体速度达到平衡， ， ，故 ,即 又知道 联立解得稳定时 ， （2）通过R的电路为： ,，解得此时杆向前滑动的距离 ，克服摩擦力做功为 ，此时动能增加量为：故拉力做功为 所以拉力做功为 ，解得 点评：本题难度较大，是一道电磁感应与电路、运动学相结合的综合题，分析清楚棒的运动过程、做功情况是正确解题的关键．