Question

如图，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=1.5Ω的电阻，将一根质量m=0.2kg、电阻r=0.5Ω的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨的电阻不计．整个装置放在磁感应强度为B=2T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．施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v₁=__m/s，金属棒从开始运动到速度v₂=2m/s的过程中电阻R产生的热量为6.45J，则该过程所需的时间t=__s．

Answer

3 0.5

【解析】

[1]．金属棒切割磁感线产生的感应电动势：

E=BLv

感应电流：

安培力：

F安=BIL

金属棒匀速运动时速度达到稳定，由平衡条件得：F=F安，

拉力的功率：

PF=Fv1=

解得：

v1=3m/s；

[2]．电路产生的总热量：

由能量守恒定律得：

Pt=Q+mv22

解得：

t=0.5s；