Question

如圖所示，水平放置的平行導軌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，其質量m=0.4kg，ab與軌道間的動摩擦因數為m=0.5，除R外其余電阻不計，垂直于軌道平面的勻強磁場的磁感應強度為B=2T，ab在一電動機牽引下由靜止開始運動，經過2s，ab運動了1.2m并達到最大速度，此時電動機的牽引力為18N。此過程中電動機平均輸出功率為8W，求該過程中電阻R上產生的焦耳熱（g=10m/s²）（保留三位有效數字）

Answer 1

Q=13.5J

當電動機牽引力等于導體棒所受安培力和滑動摩擦力之和時，ab棒達到最大速度
v_m
故有：F_m=F_安+mmg                          
E=BL v_m                                    
I=E/R                                      
F_安=BIL                                     
代入數據由以上式解得
v_m ="0.8m/s                                  "
由能量守恒有：Pt=Q+mmgs+mv                      
代值求得 Q=13.5J