Question

如圖所示，水平放置的U形導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌寬度L=0.4 m，導(dǎo)體棒a b質(zhì)量m=2.0 kg，電阻R=1Ω，與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦系數(shù)為，其余電阻可忽略不計(jì)�，F(xiàn)在導(dǎo)體棒a b在水平外力F=10 N的作用下，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)了s=40 cm后，速度達(dá)到最大。求:

(1)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少？

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為最大速度的一半時(shí)，棒ab的加速度是多少？

(3)導(dǎo)體棒ab由靜止達(dá)到最大速度過(guò)程中，棒ab上產(chǎn)生的熱量是多少？

Answer 1

解：（1）導(dǎo)體棒受到的安培力：

當(dāng)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大，由平衡條件得：

解得最大速度：v=1.5m/s；
（2）當(dāng)速度達(dá)到最大速度一半：

由牛頓第二定律得：

解得：a=1.5m/；
（3）在整個(gè)過(guò)程中，由能量守恒定律可得：

解得：Q=0.15J；
答：（1）導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的最大速度是1.5m/s；
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒ab的速度為最大速度的一半時(shí)，棒ab的加速度是1.5m/；
（3）導(dǎo)體棒ab由靜止達(dá)到最大速度過(guò)程中，棒ab上產(chǎn)生的熱量是0.15J．