问题
计算题
如图所示,宽度L=1 m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=1 T,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=5.8 J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8 C(框架电阻不计,g取10 m/s2)。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?
答案
解:(1)P=Fv ①
F安=BIL ②
③
棒稳定时:F=F安+μmg+ ④
由①③③④联立解得v=2m/s
(2)由能量守恒得 ⑤
∴ ⑥
由⑤⑥联立解得:t=1.5 s