Question

如图所示，倾角q＝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＝0.2 kg，电阻R＝1 W的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动。（金属棒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F=9 N，则金属棒达到的稳定速度v₁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q=0.48C，金属棒发热为Q=1.12J，则撤力时棒的速度v₂多大？

Answer 1

【答案】    

【解析】

（1）棒速度稳定时，沿导轨方向上外力平衡，有：

又，

得：

解得：

代入数据可解得：；

（2）电量，所以

代入数据，可解得

所以

根据能量关系

代入数据，可解得。

【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化