如右圖所示，電動機牽引一根原來靜止的長L=1 m、質量m=0.1 kg的導體棒AB，其電阻R=1 Ω.導體棒放在豎直放置的框架上，與框架接觸良好，一磁場磁感應強度B=1 T，方向垂直框架平面.當導體棒上升h=3.8 m時獲得穩(wěn)定的速度，導體產生的熱量為2 J.電動機牽引棒時，電壓表、電流表的示數(shù)分別為7 V、1 A.電動機內阻r=1 Ω.不計框架電阻及一切摩擦，取g=10 m/s2.求：

（1）棒能達到的穩(wěn)定速度是多大；

（2）棒從靜止達到穩(wěn)定速度所需的時間是多少.

（1）2 m/s （2）1 s


解析:

棒達到穩(wěn)定后，電動機先把電能轉化為導體棒的機械能；由于電磁感應，導體棒的機械能又轉化為電路中的電能，電能又消耗在導體的電阻上，轉化為導體的內能.

（1）根據(jù)能量守恒，電動機的輸出功率應等于拉導體棒的繩子拉力的功率.設繩子拉力功率為PT，穩(wěn)定速度為vm，當棒穩(wěn)定時繩子拉力為T，則

T=mg+,則PT=mgvm+

電動機輸出的功率：P出=IU-I2r，即IU-I2r=mgvm+.代入數(shù)據(jù)，解得vm=2 m/s.

(2)根據(jù)總能量守恒，設AB棒從靜止到速度穩(wěn)定經(jīng)過的時間為t，P出·t=mgh+mvm2+Q，代入數(shù)據(jù)解得：t=1 s.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質量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．

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科目：高中物理 來源： 題型：

作勻加速直線運動的小車，牽引一條紙帶，通過打點計時器，交流電源的頻率是50Hz，由紙帶上打出的某點開始，每5個點剪下一斷紙帶，如右圖所示，使每一條紙下端與x軸重合，將邊與y軸平行，將紙帶貼在直角坐標中．求：
①在第一個0.1s內，中間時刻的速度為
0.225m/s
0.225m/s
．
②運動物體的加速度是
0.075m/s2
0.075m/s2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?黃浦區(qū)一模）如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長L為0.4m、質量m為0.2kg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=1.5m時，獲得穩(wěn)定的速度，導體棒上產生的熱量為1.2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1.2A，電動機內阻r為1Ω，不計框架電阻及一切摩擦，求：
（1）棒能達到的穩(wěn)定速度；
（2）棒從靜止至達到穩(wěn)定速度所需要的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，電動機牽引一根原來靜止的、長l=1m、質量m=0.1kg的導體棒MN，其電阻R=1.0Ω，導體棒架在豎直放置的框架上，并處在磁感應強度B=1T的磁場中，方向如圖所示．當導體棒上升h為3.8m時獲得穩(wěn)定的速度，導體產生的熱量Q=2J，電動機牽引棒時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為U=7V和I=1A，電動機內阻r=1Ω，不計框架電阻及一切摩擦．求：
（1）棒能達到的穩(wěn)定速度；
（2）棒從靜止到達到穩(wěn)定速度所需的時間．（g取10m/s2）

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