如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導體棒MN上升，導體棒的電阻R為1Ω，架在豎直放置的框架上，它們處于磁感應強度B為1T的勻強磁場中，磁場方向與框架平面垂直．當導體棒上升h=3.8m時，獲得穩(wěn)定的速度，導體棒上產(chǎn)生的熱量為2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A，電動機內(nèi)阻r為1Ω，不計框架電阻及一切摩擦，求：
（1）電動機的輸出功率：
（2）導體棒達到穩(wěn)定時的速度
（3）導體棒從靜止到達穩(wěn)定速度所需要的時間．
（1）電動機的輸出功率為：P出=IU-I2r=6W；
（2）電動機的輸出功率就是電動機牽引棒的拉力的功率，
則有P出=Fv
當棒達穩(wěn)定速度時F=mg+BI′L，感應電流I′=
E
R
=
BLv
R
，則棒所受的安培力大小為F安=
B2L2v
R
，
根據(jù)平衡條件得 F=mg+F安，
聯(lián)立以上三式，解得棒達到的穩(wěn)定速度為v=2m/s．
（3）由能量守恒定律得：
P出t=mgh+
1
2
mv2+Q，解得t=1s，
答：（1）電動機的輸出功率為6W：
（2）導體棒達到穩(wěn)定時的速度為2m/s．
（3）導體棒從靜止到達穩(wěn)定速度所需要的時間是1s．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個足夠長的“門”形金屬導軌NMPQ固定在水平面內(nèi)，MN、PQ兩導軌間的寬度L=0.50m，一根質(zhì)量為m=0.50kg的均勻金屬棒ab橫跨在導軌上且接觸良好，abMP恰好圍成一個正方形，該導軌平面處在磁感應強度大小可以調(diào)節(jié)的豎直向上的勻強磁場中，ab棒與導軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為fm=1.0N，ab棒的電阻為R=0.10Ω，其他各部分電阻均不計，開始時，磁感應強度B0=0.50T
（1）若從某時刻（t=0）開始，調(diào)節(jié)磁感應強度的大小使其以
△B
△t
=0.20T/s的變化率均勻增加，則經(jīng)過多少時間ab棒開始滑動？
（2）若保持磁感應強度B0的大小不變，從t=0時刻開始，給ab棒施加一個水平向右的拉力F，使它以a=4.0m/s2的加速度勻加速運動，請推導出拉力F的大小隨時間變化的函數(shù)表達式，并在所給的F-t坐標上作出拉力F隨時間t變化的F-t圖線．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，兩根光滑的平行金屬導軌豎直放置在勻強磁場中，磁場和導軌平面垂直，金屬桿ab與導軌接觸良好可沿導軌滑動，開始時電鍵S斷開，當ab桿由靜止下滑一段時間后閉合S，則從S閉合開始計時，ab桿的速度v與時間t的關(guān)系不可能是（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖，勻強磁場垂直銅環(huán)所在的平面，導體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞O勻速轉(zhuǎn)動．通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R1、R2是定值電阻．帶正電的小球通過絕緣細線掛在兩板間M點，被拉起到水平位置；合上開關(guān)K，無初速度釋放小球，小球沿圓弧經(jīng)過M點正下方的N點到另一側(cè)．已知：磁感應強度為B；a的角速度大小為ω，長度為l，電阻為r；R1=R2=2r，銅環(huán)電阻不計；P、Q兩板間距為d；帶電的質(zhì)量為m、電量為q；重力加速度為g．求：
（1）P、Q間電場強度E的大小；
（2）小球通過N點時對細線拉力T的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一水平放置的平行導體框的寬度L=0.5m，左端接有R=0.2Ω的電阻，磁感應強度大小B=0.4T的勻強磁場垂直導軌平面向下，現(xiàn)有一導體棒ab垂直跨放在框架上，并能無摩擦地沿框架滑動，框架及導體ab的電阻不計，當導體棒ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時．則：
（1）導體棒ab上的感應電動勢的大小及感應電流的方向分別為如何？
（2）要維持導體棒ab向右勻速運行，作用在導體棒ab上的水平外力為多少？方向怎樣？
（3）電阻R上產(chǎn)生的熱功率為多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，正方形單匝均勻線框abcd，邊長L=0.4m，每邊電阻相等，總電阻R=0.5Ω．一根足夠長的絕緣輕質(zhì)細線跨過兩個輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接正方形線框，另一端連接絕緣物體P，物體P放在一個光滑的足夠長的固定斜面上，斜面傾角θ=30°，斜面上方的細線與斜面平行．在正方形線框正下方有一有界的勻強磁場，上邊界I和下邊界II都水平，兩邊界之間距離也是L=0.4m．磁場方向水平，垂直紙面向里，磁感應強度大小B=0.5T．現(xiàn)讓正方形線框的cd邊距上邊界I的正上方高度h=0.9m的位置由靜止釋放，且線框在運動過程中始終與磁場垂直，cd邊始終保持水平，物體P始終在斜面上運動，線框剛好能以v=3m/S的速度進入勻強磁場并勻速通過勻強磁場區(qū)域．釋放前細線繃緊，重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力．
（1）線框的cd邊在勻強磁場中運動的過程中，c、d間的電壓是多大？
（2）線框的質(zhì)量m1和物體P的質(zhì)量m2分別是多大？
（3）在cd邊剛進入磁場時，給線框施加一個豎直向下的拉力F使線框以進入磁場前的加速度勻加速通過磁場區(qū)域，在此過程中，力F做功w=0.23J，求正方形線框cd邊產(chǎn)生的焦耳熱是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長的水平導體框架的寬度L=0.5m，電阻忽略不計，定值電阻
R=2Ω．磁感應強度B=0.8T的勻強磁場方向垂直于導體框平面，一根質(zhì)量為m=0.2kg、有效電阻r=2Ω的導體棒MN垂直跨放在框架上，該導體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，導體棒在水平恒力F=1.2N的作用下由靜止開始沿框架運動，（g取10m/s2）．求：
（1）導體棒在運動過程中的最大速度V為多少？
（2）若導體捧從開始運動到剛開始勻速運動這一過程中滑行的位移為20米，求此過
程中回路電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q以及流過電阻R的電量q各為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，磁感應強度大小為B，垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域在x方向上的寬度為α，其右側(cè)有磁感應強度的大小為2B，垂直紙面向外的勻強磁場區(qū)域，在x方向上的寬度也為α，一邊長為α、電阻為4R的正方形導線框ABCD在外力作用下，若從圖示位置沿+x方向以速度v勻速穿過兩磁場區(qū)域的過程中，則（　　）
A．導線框中的感應電流方向始終不變
B．外力方向開始沿+x方向，接著沿-x方向，再沿+x方向
C．外力對線框做功為
7B2α3v
2R
D．通過線框中的電量為
Ba2
R

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，阻值為R的金屬棒從圖示位置ab分別以v1，v2的速度沿光滑導軌（電阻不計）勻速滑到a′b′位置，若v1：v2=1：2，則在這兩次過程中求：
（1）回路電流I1：I2=？
（2）產(chǎn)生的熱量Q1：Q2=？
（3）通過任一截面的電荷量q1：q2=？
（4）外力的功率P1：P2=？

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