Question

【題目】如下圖所示，兩根互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，相距為L＝0.5m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值為R＝0.8Ω的電阻，在x≥0一側(cè)存在一與水平面垂直的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T．一質(zhì)量m＝2 kg的金屬桿垂直放置在導(dǎo)軌上，金屬桿的電阻r＝0.2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．當(dāng)金屬桿以v0 ＝1 m/s的初速度進(jìn)入磁場(chǎng)的同時(shí)，受到一個(gè)水平向右的外力作用，且外力的功率恒為P＝36W，經(jīng)過2s金屬桿達(dá)到最大速度．求：

（1）金屬桿達(dá)到的最大速度vm

（2）在這2 s時(shí)間內(nèi)回路產(chǎn)生的熱量Q

Answer 1

【答案】（1）6m/s （2）37J

【解析】（1）由平衡知識(shí)可知：F外=FA

安培力：FA=BIL

由閉合電路的歐姆定律：I=E/（R+r）

電動(dòng)勢(shì)：E=BLvm

功率：P=F外vm

解得：vm=6m/s

（2）能量守恒：

解得Q=37J