Question

【題目】如圖所示，MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距L為，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為的定值電阻R，將一根質(zhì)量為的金屬棒cd垂直放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒cd的電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。若棒以的初速度向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒為，從此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)金屬棒的速度穩(wěn)定不變，試求：

（1）金屬棒的最大速度；

（2）金屬棒速度為時(shí)的加速度；

（3）求從開(kāi)始計(jì)時(shí)起內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的電熱。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

試題分析：（1）金屬棒速度最大時(shí)，所受合外力為零，即，而，，

解出。

（2）速度為時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電流，

金屬棒受到的拉力，根據(jù)牛頓第二定律

解得。

（3）在此過(guò)程中，由動(dòng)能定理得，，

則。