Question

如图所示，电动机牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0．1kg的导体棒MN上升，导体棒的电阻R为1Ω，架在竖直放置的框架上，它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中，磁场方向与框架平面垂直．当导体棒上升h＝3．8m时，获得稳定的速度，导体棒上产生的热量为2J，电动机牵引棒时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A，电动机内阻r为1Ω，不计框架电阻及一切摩擦，求

（1）电动机的输出功率:

（2）导体棒达到稳定时的速度

（3）导体棒从静止到达稳定速度所需要的时间．                  

 

Answer 1

[解析]　由于电动机的输出功率恒定，由

P_出＝Fv及F－mg－＝ma；

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，

P_出＝Fv，当棒达稳定速度时F＝mg＋BI′L，感应电流I′＝＝，

解得棒达到的稳定速度为v＝2m/s，由能量守恒定律得：

P_出t＝mgh＋mv²＋Q，解得t＝1s，