解题思路：（1）金属棒达到稳定时速度时做匀速直线运动，合力为零．由欧姆定律、感应电动势和安培力公式推导出安培力与速度的关系，根据平衡条件即可求出金属棒达到稳定时的速度．
（2）若施加的外力功率恒定，棒达到稳定时速度为4m/s，由感应电动势公式和欧姆定律求出此时的感应电流，根据平衡条件求出外力的功率．由欧姆定律求出电压电压传感器的读数．
（3）棒沿斜面轨道下滑距离为s，棒的重力势能减小，外力F做功提供能量Pt，转化为灯泡和金属棒的内能以及金属棒的动能，根据能量守恒定律列式可求出灯泡产生的热量．
（1）设稳定时速度为v1，当金属棒速度达到稳定时，合力F合=0，即有
F+mgsinθ-FA=0
又金属棒所受的安培力大小FA=BId，I=
Bdv1
R+
r
2
联立得 v1=
(F+mgsinθ)(R+
r
2)
B2d2
代入解得，v1=3.75m/s
（2）若施加的外力功率恒定，棒达到稳定时速度为4m/s，此时电路中电流为 I2=
Bdv2
R+
r
2=[2×1×4/2.5]A=3.2A
外力的大小为F外=[P
v2，根据平衡条件则有
P
v2+mgsinθ=BI2d
代入解得，P=9.6W
灯泡两端的电压为UL=I2R=3.2×2V=6.4V，故电压传感器的读数为U=UL+Bdv2=14.4V
（3）设此过程中灯泡和金属杆产生的热量分别为Q1和Q2．根据能量守恒定律得
Pt+mgsinθ=Q1+Q2+
1/2m
v23]
由于通过灯泡和金属杆的电流时刻相等，根据焦耳定律Q=I2Rt知，两者产生的热量与电阻成正比，则有
Q1：Q2=R：[r/2]=4：1
则解得，Q1=
4Pt+2mgs−2m
v23
5
答：（1）若施加的恒力F=2N，则金属棒达到稳定时速度为3.75m/s；
（2）若施加的外力功率恒定，棒达到稳定时速度为4m/s，外力的功率和电压传感器的读数分别为9.6W和14.4V．
（3）此过程中灯泡产生的热量为
4Pt+2mgs−2m
v23
5．
点评：
本题考点： 导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．
考点点评： 本题是电磁感应、电路和力学知识的综合，分别从力和能量两个角度进行研究．第3问要焦耳定律分析灯泡和金属棒的热量关系．