Question

【題目】如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的，長為L=1m,質量為m=0.1kg的導體MN，其電阻R=1Ω，導體棒架在處于磁感應強度B=1T，豎直放置的框架上，當導體棒上升h=3.8m時獲得穩定的速度，導體產生的熱量為12J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數分別為7V、1A，電動機內阻r=1Ω，不計框架電阻以及一切摩擦，g取10m/，求:

(1)棒能達到的穩定速度;

(2)棒從靜止達到穩定速度的所需要的時間.

Answer 1

【答案】(1)v=2m/s (2)

【解析】

(1)電動機的輸出功率為：

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

當棒達穩定速度時有：

感應電流為：

棒所受的安培力大小為：

根據平衡條件得：

，

聯立以上三式，解得棒達到的穩定速度為：v=2m/s．

(2)由能量守恒定律得：

解得：．