Question

【題目】如圖所示，傾角θ=30°，寬為L=1m的足夠長的U形光滑金屬框固定在磁感應強度B=1T、范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面斜向上，現用一平行于導軌的牽引力F，牽引一根質量為m=0.2kg，電阻R=1Ω的金屬棒ab，由靜止開始沿導軌向上移動。（金屬ab始終與導軌接觸良好且垂直，不計導軌電阻及一切摩擦）問：

（1）若牽引力是恒力，大小為9N，則金屬棒達到的穩定速度v1多大？

（2）若牽引力的功率恒定，大小為72W，則金屬棒達到的穩定速度v2多大？

（2）若金屬棒受到向上的拉力在斜面導軌上達到某一速度時，突然撤去拉力，從撤去拉力到棒的速度為零時止，通過金屬棒的電量為0.48C，金屬棒發熱為1.12J，則撤力時棒的速度v2多大？（g=10m/s2）

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）當金屬棒達到穩定速度時，感應電動勢，，；

此時金屬棒處于平衡狀態，所有有，

解得；

（2），

解得

（3）由法拉第電磁感應定律，，

由能量守恒定律，

解得