Question

【题目】如图所示，倾角θ=30°，宽为L=1m的足够长的U形光滑金属框固定在磁感应强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上，现用一平行于导轨的牵引力F，牵引一根质量为m=0.2kg，电阻R=1Ω的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动。（金属ab始终与导轨接触良好且垂直，不计导轨电阻及一切摩擦）问：

（1）若牵引力是恒力，大小为9N，则金属棒达到的稳定速度v1多大？

（2）若牵引力的功率恒定，大小为72W，则金属棒达到的稳定速度v2多大？

（2）若金属棒受到向上的拉力在斜面导轨上达到某一速度时，突然撤去拉力，从撤去拉力到棒的速度为零时止，通过金属棒的电量为0.48C，金属棒发热为1.12J，则撤力时棒的速度v2多大？（g=10m/s2）

Answer 1

【答案】(1) (2) (3)

【解析】（1）当金属棒达到稳定速度时，感应电动势，，；

此时金属棒处于平衡状态，所有有，

解得；

（2），

解得

（3）由法拉第电磁感应定律，，

由能量守恒定律，

解得