Question

【題目】如圖所示，有一寬度為的足夠長的固定U形平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為，空間存在范圍足夠大的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，方向與導(dǎo)軌平面垂直。將根質(zhì)量為。電阻為的金屬棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，ab始終與導(dǎo)軌接觸良好。用平行于導(dǎo)軌平面的拉力F作用于ab上，使ab由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，拉力F的功率始終為6W，當(dāng)ab棒運動了獲得穩(wěn)定速度，在此過程中，ab棒產(chǎn)生的熱量為，不計導(dǎo)軌電阻，取求

棒達到的穩(wěn)定速度；

棒從靜止開始到達到穩(wěn)定速度的時間內(nèi)，通過ab棒橫截面的電荷量。

Answer 1

【答案】；

【解析】

（1）導(dǎo)體棒受到的安培力：

牽引力的功率：

導(dǎo)體棒勻速運動時達到穩(wěn)定速度，

對導(dǎo)體棒，由平衡條件得：

代入數(shù)據(jù)整理得：

解得：；

（2）對導(dǎo)體棒，由能量守恒定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：

由法拉第電磁感應(yīng)定律得：

感應(yīng)電流：

通過ab棒橫截面的電荷量：

代入數(shù)據(jù)解得：；