Question

【題目】如圖所示，有一寬度為的足夠長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)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(kāi)始沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，拉力F的功率始終為6W，當(dāng)ab棒運(yùn)動(dòng)了獲得穩(wěn)定速度，在此過(guò)程中，ab棒產(chǎn)生的熱量為，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，取求

棒達(dá)到的穩(wěn)定速度；

棒從靜止開(kāi)始到達(dá)到穩(wěn)定速度的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)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(yùn)動(dòng)時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，

對(duì)導(dǎo)體棒，由平衡條件得：

代入數(shù)據(jù)整理得：

解得：；

（2）對(duì)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(guò)ab棒橫截面的電荷量：

代入數(shù)據(jù)解得：；