Question

【題目】如圖所示,豎直放置、寬度 的框架上,放有一質(zhì)量 、電阻 的導(dǎo)體棒MN,它們處于磁感應(yīng)強(qiáng)度 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與框架平面垂直。用電動(dòng)機(jī)無初速牽引導(dǎo)體棒上升,當(dāng)上升到h=3.8m時(shí),獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量Q=2.0J,電動(dòng)機(jī)牽引棒時(shí),電壓表、電流表的讀數(shù)分別為U=7.0V、I=1.0A,電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r=1.0。不計(jì)其它電阻及一切摩擦,導(dǎo)體棒與框架始終接觸良好,取重力加速度 。求:

(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度的大小;

(2)棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時(shí)間。

Answer 1

【答案】(1) （2）

【解析】本題考查電磁感應(yīng)中的能量問題，需運(yùn)用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、平衡、能量守恒等知識(shí)求解。

(1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率

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

當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時(shí)

感應(yīng)電流

聯(lián)立解得：

(2) 棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度的過程，由能量守恒定律得

解得：