Question

如圖所示，水平放置的平行導(dǎo)軌M、N間接一阻值為R=0.128Ω的電阻，軌道寬L=0.8m，軌道上搭一金屬棒ab，其質(zhì)量m=0.4kg，ab與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m=0.5，除R外其余電阻不計(jì)，垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2T，ab在一電動(dòng)機(jī)牽引下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s，ab運(yùn)動(dòng)了1.2m并達(dá)到最大速度，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的牽引力為18N。此過(guò)程中電動(dòng)機(jī)平均輸出功率為8W，求該過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱（g=10m/s²）（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

Q=13.5J

解析:

當(dāng)電動(dòng)機(jī)牽引力等于導(dǎo)體棒所受安培力和滑動(dòng)摩擦力之和時(shí)，ab棒達(dá)到最大速度

v_m

故有：F_m=F_安+mmg                           

E=BL v_m                                     

I=E/R                                      

F_安=BIL                                     

代入數(shù)據(jù)由以上式解得

v_m =0.8m/s                                   

由能量守恒有：Pt=Q+mmgs+mv                       

代值求得 Q=13.5J