题目内容

【题目】如图所示,电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m,质量为m=0.1kg的导体棒ab,紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上,导体棒的电阻R=1Ω,磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面,当导体棒在电动机牵引下上升h=3.8m时,获得稳定速度,此过程中导体棒产生热量Q=2J。电动机工作时,电压表、电流表的读数分别恒为U=7V和I=1A,电动机的内阻r=1Ω,不计一切摩擦,g=10 m/s2,求:

⑴导体棒所达到的稳定速度是多少?

⑵导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少?

【答案】1m/s 2s

【解析】试题分析:(1)当导体棒达到稳定时,受力平衡,对导体棒受力分析

安培力

导体棒产生的感应电动势

导体棒所在回路中电流

电动机消耗的电功率为W

电动机线圈的功率W

电动机输出的机械功率W

联立方程m/s

2)设从静止到达稳定的时间为t

电动机输出的能量为

根据能量守恒定律

计算可以得出s

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