强化练 17 运用动力学和能量观点处理电磁感应问题
对应学生用书 第183页
1．导学号：82460562(2015·扬州开学考试，14)如图所示，水平放置的三条光滑平行金属导轨a、b、c，相距均为d＝1 m，导轨ac间横跨一质量为m＝1 kg的金属棒MN，棒与导轨始终良好接触．棒的电阻r＝2Ω，导轨的电阻忽略不计．在导轨bc间接一电阻为R＝2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想伏特表．整个装置放在磁感应强度B＝2T匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动，试求：
(1)若施加的水平恒力F＝8N，则金属棒达到稳定时速度为多少？
(2)若施加的水平外力功率恒定，棒达到稳定时速度为1.5 m/s，则此时电压表的读数为多少？
(3)若施加的水平外力功率恒为P＝20 W，经历t＝1 s时间，棒的速度达到2 m/s，则此过程中灯泡产生的热量是多少？
解析：(1)当F＝F安时，金属棒速度达到稳定，设稳定时速度为v1
由：F安＝BdI
I＝
解得：v1＝6 m/s
(2)设电压表的读数为U，则有：U＝E＋UL
根据欧姆定律得：UL＝R
E＝2Bdv2
