Question

【題目】如圖所示，電動(dòng)機(jī)牽引一根原來靜止的，長(zhǎng)為L=1m,質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體MN，其電阻R=1Ω，導(dǎo)體棒架在處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，豎直放置的框架上，當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時(shí)獲得穩(wěn)定的速度，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量為12J，電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí)，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=1Ω，不計(jì)框架電阻以及一切摩擦，g取10m/，求:

(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度;

(2)棒從靜止達(dá)到穩(wěn)定速度的所需要的時(shí)間.

Answer 1

【答案】(1)v=2m/s (2)

【解析】

(1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：

電動(dòng)機(jī)的輸出功率就是電動(dòng)機(jī)牽引棒的拉力的功率，則有：P出=Fv

當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)有：

感應(yīng)電流為：

棒所受的安培力大小為：

根據(jù)平衡條件得：

，

聯(lián)立以上三式，解得棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為：v=2m/s．

(2)由能量守恒定律得：

解得：．