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如图所示,两足够长且间距L=1m的光滑平行导轨固定于竖直平面内,导轨的下端连接着一个阻值R=1Ω的电阻。质量为m=0.6kg的光滑金属棒MN靠在导轨上,可沿导轨滑动且与导轨接触良好,整个导轨处在空间足够大的垂直平面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=1T。现用内阻r=1Ω的电动机牵引金属棒MN,使其从静止开始运动直到获得稳定速度,若上述过程中电流表和电压表的示数始终保持1A和8V不变(金属棒和导轨的电阻不计,重力加速度g取10m/s2),求:

(1)电动机的输出功率;

(2)金属棒获得的稳定速度的大小;

(3)若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中,棒上升的高度为1m,该过程中电阻R上产生的电热为0.7J,求此过程中经历的时间。

(1)7W     (2)1m/s    (3)1s


解析:

(1)电动机的输出功率(即绳对金属棒的拉力功率)为P

PIU – I2r                  (4分)

P 7W                    (2分)

 (2 )金属棒受到拉力、重力、安培力作用向上做加速度减小的加速运动,当加速度减为零时,棒获得稳定速度,此后棒做匀速运动。

P=(mg+F)v               F=BIL               

E=BLv               I=               

P= (mg +)v        v=1m/s                  

(3)由能量守恒

          Pt=mgh+mv2+Q       

           t=1s                 

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,两足够长且间距L=1m的光滑平行导轨固定于竖直平面内,导轨的下端连接着一个阻值R=1Ω的电阻.质量为m=0.6Kg的光滑金属棒MN靠在导轨上,可沿导轨滑动且与导轨接触良好,整个导轨处在空间足够大的垂直平面向里的匀强磁场中,磁感应强度B=1T.现用内阻r=1Ω的电动机牵引金属棒MN,使其从静止开始运动直到获得稳定速度.若上述过程中电流表和电压表的示数始终保持1A和8V不变(金属棒和导轨的电阻不计,重力加速度g取10m/s2),求:
(1)电动机的输出功率;
(2)金属棒获得的稳定速度的大小;
(3)若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中,棒上升的高度为1m,该过程中电阻R上产生的电热为0.7J,求此过程中经历的时间.

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(1)电动机的输出功率;

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(3)若金属棒从静止开始运动到获得稳定速度的过程中,棒上升的高度为1 m,该过程中电阻R上产生的电热为0.7 J,求此过程中经历的时间.

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(1)电动机的输出功率;
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