Question

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

(1)若牽引力是恒力，大小F=9 N，則金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度v₁多大？

(2)若金屬棒受到向上的拉力在斜面導(dǎo)軌上達(dá)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q=0.48C，金屬棒發(fā)熱為Q=1.12J，則撤力時棒的速度v₂多大？

Answer 1

【答案】    

【解析】

（1）棒速度穩(wěn)定時，沿導(dǎo)軌方向上外力平衡，有：

又，

得：

解得：

代入數(shù)據(jù)可解得：；

（2）電量，所以

代入數(shù)據(jù)，可解得

所以

根據(jù)能量關(guān)系

代入數(shù)據(jù)，可解得。

【考點】法拉第電磁感應(yīng)定律；閉合電路的歐姆定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化