[题目]如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置.框架处在竖直向上的匀强磁场中.磁感应强度B=1T.框架导轨上放一根质量m=0.2kg.电阻R=1.0Ω的金属棒ab.棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(ab棒始终与导轨接触良好且垂直).当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度.此过程中.通过棒的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示：宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置，框架处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab，棒ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，现用功率恒为6w的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动（ab棒始终与导轨接触良好且垂直），当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度，此过程中，通过棒的电量q=2.8C（框架电阻不计，g取10m/s2）．

问：（1）ab棒达到的稳定速度多大？

（2）ab棒从静止到稳定速度的时间多少？

【答案】（1）ab棒达到的稳定速度2m/s；

（2）ab棒从静止到稳定速度的时间1.5s．

【解析】解：（1）功率：P="Fv" ①

根据安培力公式：F安=BIL②

根据欧姆定律：I=③

又棒稳定时：F=F安+μmg ④

由①②③④联立解得：v=2m/s

（2）由能量守恒得：Pt=Q+μmgs+mv2①

因为q=It

△φ=BSL

所以S=②

由①②联立解得：t=1.5s

答：（1）ab棒达到的稳定速度2m/s；

（2）ab棒从静止到稳定速度的时间1.5s．

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