Question

【題目】如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過其轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)繩牽引一根原來靜止的長為L=1m，質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒ab，緊貼在豎直放置、電阻不計(jì)的金屬框架上，導(dǎo)體棒的電阻R=1Ω，磁感強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)體框架所在平面，當(dāng)導(dǎo)體棒在電動(dòng)機(jī)牽引下上升h=3.8m時(shí)，獲得穩(wěn)定速度，此過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量Q=2J。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別恒為U=7V和I=1A，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=1Ω，不計(jì)一切摩擦，g=10 m/s2，求：

⑴導(dǎo)體棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少？

⑵導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度的時(shí)間是多少？

Answer 1

【答案】（1）m/s （2）s

【解析】試題分析：（1）當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，受力平衡，對(duì)導(dǎo)體棒受力分析

安培力

導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

導(dǎo)體棒所在回路中電流

電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為W

電動(dòng)機(jī)線圈的功率W

電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率W

聯(lián)立方程m/s

（2）設(shè)從靜止到達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間為t

電動(dòng)機(jī)輸出的能量為

根據(jù)能量守恒定律

計(jì)算可以得出s