问题 计算题

如图所示,ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨,导轨间距为L=1m,导轨左端连接一个R=2Ω的电阻,将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直地放置导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计,整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下,现对金属棒施加一水平向右的拉力F,使棒从静止开始向右运动,解答以下问题。

(1)若施加的水平外力恒为F=8N,则金属棒达到的稳定速度ν1是多少?

(2)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则金属棒达到的稳定速度ν2是多少?

(3)若施加的水平外力的功率恒为P=18W,则从金属棒开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J,则该过程中所需的时间是多少?

答案

解:(1)E=BLV

I=E/R

F=BIL

稳定时:F=F= B2L2v/R

∴v1=4m/s

(2)速度稳定时,F=F

PF=PF= Fv= B2L2v2/R

PF=18W

∴v2=3m/s

(3)由动能定理得:Pt+W=1/2mv2  

W=-Q= -8.6J 

∴t=0.5s      

实验题
多项选择题