如圖所示，兩足夠長且間距L=1m的光滑平行導軌固定於豎直平面內，導軌的下端連接着一個阻值R=1Ω的電阻．質量為...

問題詳情：

如圖所示，兩足夠長且間距L=1m的光滑平行導軌固定於豎直平面內，導軌的下端連接着一個阻值R=1Ω的電阻．質量為m=0.6kg的光滑金屬棒MN靠在導軌上，可沿導軌滑動且與導軌接觸良好，整個導軌處在空間足夠大的垂直平面向裏的勻強磁場中，磁感應強度B=1T．現用內阻r=1Ω的電動機牽引金屬棒MN，使其從靜止開始運動直到獲得穩定速度，當金屬棒運動達到穩定速度時，電流表和電壓表的示數分別為1A和8V（金屬棒和導軌的電阻不計，重力加速度g取10m/s2），求：

（1）當金屬棒運動達到穩定速度時，電動機的輸出功率；

（2）金屬棒獲得的穩定速度的大小．

【回答】

解：（1）電動機的輸出功率（即繩對金屬棒的拉力功率）為P

 P=IU﹣I2r=1×8﹣12×1=7W．

（2）金屬棒受到拉力、重力、安培力作用向上做加速度減小的加速運動，當加速度減為零時，棒獲得穩定速度，此後棒做勻速運動．

  P=（mg+F安）v       

由F安=BIL，E=BLv，I=得 F安=

則 P=（mg+）v    

聯立得：v=1 m/s．

答：（1）當金屬棒運動達到穩定速度時，電動機的輸出功率為7 W．　

（2）金屬棒獲得的穩定速度的大小為1 m/s．

知識點：電路中的能量轉化

題型：計算題