Question

如圖所示，水平放置的三條光滑平行金屬導軌abc，相距均為d＝1 m，導軌a間橫跨一質量為m＝1 kg的金屬棒MN，棒與導軌始終良好接觸．棒的電阻r＝2 Ω，導軌的電阻忽略不計．在導軌bc間接一電阻為R＝2 Ω的燈泡，導軌ac間接一理想伏特表．整個裝置放在磁感應強度B＝2T勻強磁場中，磁場方向垂直導軌平面向下．現對棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開始運動，試求：

(1)若施加的水平恒力F＝8 N，則金屬棒達到穩定時速度為多少？

(2)若施加的水平外力功率恒定，棒達到穩定時速度為1.5 m/s，則此時電壓表的讀數為多少？

(3)若施加的水平外力功率恒為P＝20 W，經歷t＝1 s時間，棒的速度達到2 m/s，則此過程中燈泡產生的熱量是多少？

Answer 1

答案：
解析：

解析：(1)當時，金屬棒速度達到穩定，設穩定時速度為 　　　　解得＝5 m/s(5分) 　　(2)設電壓表的讀數為　則有 　　　　解得(5分) 　　(3)設小燈泡和金屬棒產生的熱量分別為，，有(1分) 　　由功能關系得：(3分) 　　可得(2分)