问题
计算题
(14分)如图所示,倾角q=30°、宽度L=1.0m的足够长的U形平行光滑金属导轨固定在磁感应强度B=1.0T、范围充分大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上,现用一平行导轨的牵引力牵引一根质量m=0.20kg、电阻R=1.0、垂直导轨的金属棒ab,由静止沿导轨向上移动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直,不计导轨电阻及一切摩擦)。若牵引力功率恒为72W,经时间t=2.0s达到稳定速度,此过程金属棒向前滑行的位移S=4.0m。求金属棒的稳定速度及此过程金属棒上产生的热量(结果保留两位有效数字)。
答案
Q=1.3×102J
F安="BIL " (1分) E= BLV(1分)
I="E/R " (1分) F= mgsinq+F安 (2分)
P="FV " (2分) 得V="8.0m/s " (2分)
根据动能定理得 Pt-mgSsinq-W克安=mV2/2 (2分) Q= W克安(1分) 得Q=1.3×102J (2分)