四、解答题
16.某直流电动机接入电路,如图所示的实验电路。调节滑动变阻器R的阻值,使电动机无法转动,此时电流表和电压表的示数分别为0.2 A和0.4V。重新调节R的阻值,使电动机能够正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为0.8A和3V。求:
(1)这台电动机的线圈电阻;
(2)电动机正常运转时的输入功率;
(3)电动机正常运转时的输出功率。
17.如图所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′之间距离为1m且足够长,都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R=10Ω,整个装置处于竖直向下的匀强磁场B=2T中.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,电路中导线和导体棒电阻不计,用一水平向右F=5N的力拉动导体棒MN从静止开始运动,则
(1)导体棒中的电流方向?(回答M→N还是N→M)
(2)当导体棒匀速运动时,棒中的电流大小是多少安?
(3)导体棒做何种运动?求最终的速度.
18.两根金属导轨平行放置在倾角为θ=30°的斜面上,导轨底端接有电阻R=8Ω,导轨自身电阻忽略不计.匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.5T.质量为m=0.1kg,电阻r=2Ω的金属棒ab由静止释放,沿导轨下滑.如图所示,设导轨足够长,导轨宽度L=2m,金属棒ab下滑过程中始终与导轨接触良好,当金属棒下滑h=3m时,速度恰好达到最大速度2m/s,求此过程中电阻R上产生的热量?(g取10m/s2)