Question

【题目】如图所示，电动机通过其转轴上的绝缘细绳牵引一根原来静止的长为L=1m，质量为m=0.1kg的导体棒ab，紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上，导体棒的电阻R=1Ω，磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面，当导体棒在电动机牵引下上升h=3.8m时，获得稳定速度，此过程中导体棒产生热量Q=2J。电动机工作时，电压表、电流表的读数分别恒为U=7V和I=1A，电动机的内阻r=1Ω，不计一切摩擦，g=10 m/s2，求：

⑴导体棒所达到的稳定速度是多少？

⑵导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少？

Answer 1

【答案】（1）m/s （2）s

【解析】试题分析：（1）当导体棒达到稳定时，受力平衡，对导体棒受力分析

安培力

导体棒产生的感应电动势

导体棒所在回路中电流

电动机消耗的电功率为W

电动机线圈的功率W

电动机输出的机械功率W

联立方程m/s

（2）设从静止到达稳定的时间为t

电动机输出的能量为

根据能量守恒定律

计算可以得出s