Question

如圖所示，兩足夠長且間距L＝1 m的光滑平行導(dǎo)軌固定于豎直平面內(nèi)，導(dǎo)軌的下端連接著一個阻值R＝1 Ω的電阻．質(zhì)量為m＝0.6 kg的光滑金屬棒MN靠在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌滑動且與導(dǎo)軌接觸良好，整個導(dǎo)軌處在空間足夠大的垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1 T．現(xiàn)用內(nèi)阻r＝1 Ω的電動機(jī)牽引金屬棒MN，使其從靜止開始運(yùn)動直到獲得穩(wěn)定速度，若上述過程中電流表和電壓表的示數(shù)始終保持1 A和8 V不變(金屬棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，重力加速度g取10 m/s²)，求：

(1)電動機(jī)的輸出功率；

(2)金屬棒獲得的穩(wěn)定速度的大��；

(3)若金屬棒從靜止開始運(yùn)動到獲得穩(wěn)定速度的過程中，棒上升的高度為1 m，該過程中電阻R上產(chǎn)生的電熱為0.7 J，求此過程中經(jīng)歷的時間．

Answer 1

答案：
解析：

(1)(6分)電動機(jī)的輸出功率(即繩對金屬棒的拉力功率)為P 　　P＝IU–I2r　　(4分) 　　P＝7 W　　(2分) 　　(2)(6分)金屬棒受到拉力、重力、安培力作用向上做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度減為零時，棒獲得穩(wěn)定速度，此后棒做勻速運(yùn)動． 　　P＝(mg＋F安)v　　(1分) 　　F安＝BIL　　(1分) 　　E＝BLv　　(1分) 　　I＝　　(1分) 　　P＝(mg＋)v　　(1分) 　　v＝1 m/s　　(1分) 　　(3)(6分)由能量守恒 　　Pt＝mgh＋mv2＋Q　　(4分) 　　t＝1 s　　(2分)