题目内容
【题目】如图所示，水平放置的平行轨道M、N间接有一阻值为R=0.128Ω的电阻，轨道宽为L=0.8m，轨道上搭一金属棒ab，其质量m=0.4kg，ab与轨道间动摩擦因数为0.5，除R外其余电阻不计，垂直于轨道的匀强磁场的磁感应强度为B=2T，ab在一电动机的牵引下由静止开始运动，经过t=2s，ab运动了1.2m，刚好达到最大速度．此过程中电动机的平均输出功率为8W，求：该过程中电阻R上消耗的电能．（g=10m/s2）
【答案】13.472J
【解析】试题分析：当金属棒在下滑过程中，合外力为零时，速度最大，根据平衡求出金属棒的最大速度；利用动能定理求安培力做的功，根据能量守恒求出整个电路产生的热量，从而得出电阻R上产生的热量。
当电动机提供的牵引力等于导体棒所受安培力与滑动摩擦力之和时，速度最大为vmax，
由题意可知此时电动机输出功率最大，故有
解得： 
解得vmax=0.8m/s（负值舍去）
全过程，由能的转化和守恒可得： 
带入数据解得：Q=13.472J
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