题目

如图所示，质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°，宽度为L=1m的光滑绝缘框架上，磁感应强度B的方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内），右侧回路电源的电动势E=12V，内电阻r=1.5Ω；额定功率为12W、额定电压为6V的电动机正常工作，已知电动机M线圈的电阻RM=0.5Ω， 取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小g=10m/s2 ． 求： （1） 电动机输出的机械功率 是多少？ （2） 干路电流I干、流过导体棒的电流I各是多少？ （3） 磁感应强度B的大小？ （4） 若保持其他条件不变，只是突然把磁场方向改为竖直向下，求此刻导体棒的加速度． 答案： 解：流过电动机的电流： IM=PMUM=2A 电动机输出的机械功率： P 机械 =PM−IM2·RM=12−22×0.5W=10W 解：干路电流： I 干 =E−UMr=4A 导体棒和电动机并联，则有流过导体棒的电流： I=I 干 −IM=2A 解：导体棒静止，由受力平衡得： BIL=mgsin37° 解得： B=3T 解：若突然把磁场方向改为竖直向下，对导体棒受力分析由牛顿第二定律得： mgsin37°−BILcos37°=ma 解得： a=1.2m/s2

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