Question

【題目】如圖所示，有一寬度為的足夠長的固定U形平行光滑金屬導軌，導軌平面與水平面的夾角為，空間存在范圍足夠大的勻強磁場，磁感應強度大小為，方向與導軌平面垂直。將根質量為。電阻為的金屬棒ab垂直放在導軌上，ab始終與導軌接觸良好。用平行于導軌平面的拉力F作用于ab上，使ab由靜止開始沿導軌向上運動，拉力F的功率始終為6W，當ab棒運動了獲得穩定速度，在此過程中，ab棒產生的熱量為，不計導軌電阻，取求

棒達到的穩定速度；

棒從靜止開始到達到穩定速度的時間內，通過ab棒橫截面的電荷量。

Answer 1

【答案】；

【解析】

（1）導體棒受到的安培力：

牽引力的功率：

導體棒勻速運動時達到穩定速度，

對導體棒，由平衡條件得：

代入數據整理得：

解得：；

（2）對導體棒，由能量守恒定律得：

代入數據解得：

由法拉第電磁感應定律得：

感應電流：

通過ab棒橫截面的電荷量：

代入數據解得：；