Question

如圖14所示，兩條足夠長的互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內，距離為L=0.5m．在導軌的一端接有阻值為0.8Ω的電阻R，在x≥0處有一與水平面垂直的勻強磁場，磁感應強度B=1T．一質量m=0.2kg的金屬桿垂直放置在導軌上，金屬直桿的電阻是r=0.2Ω，其他電阻忽略不計，金屬直桿以一定的初速度v₀=4m/s進入磁場，同時受到沿x軸正方向的恒力F=3.5N的作用，在x=6m處速度達到穩定．求：
（1）金屬直桿達到的穩定速度v₁是多大？
（2）從金屬直桿進入磁場到金屬直桿達到穩定速度的過程中，電阻R上產生的熱量是多大？通過R的電量是多大？

Answer 1

（1）金屬直桿的速度達到穩定時，

（2）對金屬直桿，從進入磁場到達到穩定速度的過程，由動能定理知：
 
通過R的電量： 

略