Question

【题目】如图1所示，一对光滑的平行导轨（电阻不计）固定在同一水平面，导轨足够长且间距L=0.5m左端接有阻值为R=4Ω的电阻，一质量为m=1kg长度也为L的金属棒MN放置在导轨上，金属棒的电阻r=1Ω，整个装置置于方向竖直向上的匀强磁场中，金属棒在水平向右的外力F作用下由静止开始运动，拉力F与导体棒速率倒数关系如图2。求：

（1）v=5m/s时拉力的功率；

（2）匀强磁场的磁感应强度；

（3）若经时间t=4s导体棒达到最大速度，在这段时间内电阻R产生的热量为多大？

Answer 1

【答案】（1）20w；（2）2.0T；（3）24J

【解析】

（1）由图2可知，F与v成反比，又P=Fv，拉力功率不变，当v=10m/s时，拉力F=2.0N，解得：

P=20W

（2）由图2可知，导体棒的最大速度为vm=10m/s， 此时，

E=BLvm

F安=BIL=F

P=Fvm

解得：

B=2.0T

(3)由功能关系：

解得：

QR=24J