Question

如圖所示，傾角=30o、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導軌固定在磁感應強度B=1T，范圍足夠大的勻強磁場中，磁場方向垂直于斜面向下。用平行于軌道的牽引力拉一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1放在導軌上的金屬棒ab，使之由靜止沿軌道向上運動，牽引力做功的功率恒為6W，當金屬棒移動2.8m時，獲得穩(wěn)定速度，在此過程中金屬捧產(chǎn)生的熱量為5.8J，不計導軌電阻及一切摩擦，取g=10m/s2．求：

(1)金屬棒達到穩(wěn)定時速度是多大?

(2)金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時需要的時間多長？

 

Answer 1

【解析】

試題分析：（1）金屬棒沿軌道向上運動過程中，受到重力、牽引力、安培力三個力的作用，當三力平衡時，速度達到穩(wěn)定，此時根據(jù)：P=Fv有

代入數(shù)據(jù)得：v=2m/s．

故金屬棒達到穩(wěn)定時速度是：v=2m/s．

（2）設金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時所需的時間為t，根據(jù)動能定理，有：

Pt?mgssinθ?Q＝mv2

代入數(shù)據(jù)解得：t=1.5s．

故金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時需的時間：t=1.5s．

考點：力的平衡及動能定理。