如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一...
问题详情：
如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1 m，导轨左端连接一个R=2 Ω的电阻，将一根质量为0.2 kg的金属棒cd垂直地放在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下.现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动，求：
（1）若施加的水平外力恒为F=8 N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？
（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18 W,则金属棒达到的稳定速度v2是多少？
（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18 W， 则金属棒从开始运动到速度v3=2 m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6 J，则该过程所需的时间是多少？
【回答】
解：（1）由法拉第电磁感应定律得：E=BLv1 ① （2分）
由欧姆定律得：
② （2分）
由平衡条件得：F-BIL=0 ③ （2分）
解得： v1=4 m/s （1分）
（2）由法拉第电磁感应定律得：E=BLv2 （1分）
由欧姆定律得：
④ （1分）
由平衡条件得：
-BIL=0 ⑤ （1分）
又有：P=F′v2 ⑥ （1分）
解得：v2 =3 m/s （1分）
（3）由能量守恒得：Pt=
m
+Q ⑦ （2分）
解得：t=0.5 s （1分）
知识点：专题八 电磁感应
题型：综合题
