[题目]如图所示.电动机牵引一根原来静止的.长L为1 m.质量m为0.1 kg的导体棒MN上升.导体棒的电阻R为1 Ω.架在竖直放置的框架上.它们处于磁感应强度B为1 T的匀强磁场中.磁场方向与框架平面垂直．当导体棒上升h＝3.8 m时.获得稳定的速度.导体棒上产生的热量为2 J.电动机牵引棒时.电压表.电流表的读数分别为7 V.1 A.电动机内阻r为1 � 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L为1 m、质量m为0.1 kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻R为1 Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B为1 T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直．当导体棒上升h＝3.8 m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2 J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7 V、1 A，电动机内阻r为1 Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求：(g取10 m/s2)

(1)棒能达到的稳定速度；

(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间．

【答案】(1)2 m/s　 (2)1 s

【解析】试题分析：(1) 根据电动机的输出功率P出=Fv和稳定时F=mg+F安，两式结合求出稳定时的速度v；

(2) 根据能量守恒定律列式，求出时间t。

解：(1) 电动机的输出功率为：P出=IU-I2r=6W；

电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率，则有：P出=Fv

当棒达稳定速度时有：F=mg+BI′L

感应电流为：

棒所受的安培力大小为：

根据平衡条件得：F=mg+F安，

联立以上三式，解得棒达到的稳定速度为：v=2m/s；

(2) 由能量守恒定律得：

解得：t=1s。

点晴：本题是电磁感应与电路知识、力学知识的综合，棒运动情况与汽车额定功率起动类似，要有联想能力。

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