Question

如图所示，竖直放置、宽度L＝1.0m的框架上，放有一质量m＝0.1kg、电阻R＝1.0Ω的导体棒MN，它们处于磁感应强度B＝1.0T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直。用电动机无初速牵引导体棒上升，当上升到h＝3.8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量Q＝2.0J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为U＝7.0V、I＝1.0A，电动机内阻r＝1.0Ω。不计其它电阻及一切摩擦，导体棒与框架始终接触良好，取重力加速度g＝10 m/s² 。求：

（1）棒能达到的稳定速度的大小v；

（2）棒从静止至达到稳定速度所需要的时间t。

 

Answer 1

【答案】

（1）2m/s （2）1s

【解析】

试题分析：（1）电动机的输出功率为：W    

电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率，      

当棒达稳定速度时         

感应电流    

解得棒达到的稳定速度为m/s    

（2）由能量守恒定律得：  

解得 t=1s    

考点：闭合电路中的能量转化

点评：抓住金属棒稳定状态，从电动机的输入功率减去电动线圈消耗的功率等于电动机输出功率．在金属棒上升过程中由于非匀加速，故不能用运动学公式求出，则选择动能定理