题目内容
【题目】如图所示，电动机牵引的是一根原来静止的长为
，质量为
金属棒
，棒电阻为
，架在处于磁感应强度为
的水平匀强磁场中的竖直放置的固定框架上，磁场方向与框架平面垂直，当导体棒由静止上升高度
时获得稳定速度，该过程中其产生的焦耳热为
。电动机牵引导体棒过程中，电压表、电流表的读数分别为
、
，已知电动机内阻为
，不计框架电阻及一切摩擦，求：
(1)金属棒所达到的稳定速度的大小；
(2)金属棒从静止开始运动到达稳定速度所需的时间。
【答案】（1）2m/s（2）2s
【解析】
金属棒在电动机的牵引下从静止运动一定距离后达稳定速度，并产生了焦耳热．而由电动机的输入电压、电流再结合线圈内阻可求出电动的输出功率．则由能量守恒定律可算出稳定速度大小．金属棒从静止到稳定速度做非匀加速运动，则可运用动能定理求出所需要的时间．
(1)电动机输入功率P1=IU=15W ①
电动机输出功率使MN棒增加重力势能，并产生感应电流伴随着内能．
金属棒受到的安培力：
②
电动机输出功率P2=(mg+F)v ③
由能量守恒得P1-I2rM=P2④
由①②③④且代入数据得：v=2m/s（v′=-3m/s舍去）
(2)对棒加速上升过程应用动能定理
解得：
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