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如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为0.4m、质量m为0.2kg的导体棒M...

如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为0.4m、质量m为0.2kg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=1.5m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为1.2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1.2A,电动机内阻r为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,求:
(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.

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(1)金属棒在电动机的牵引下从静止运动一定距离后匀速运动,达到稳定速度,并产生了焦耳热.而由电动机的输入电压、电流再结合线圈内阻可求出电动的输出功率.则由能量守恒定律可算出稳定速度大小. (2)金属棒从静止到稳定速度做非匀加速运动,则可运用动能定理求出所需要的时间. 【解析】 (1)电动机的输出功率为: 电动机的输出功率就是电动机牵引棒的拉力的功率,所以有P出=Fv 其中F为电动机对棒的拉力,当棒达稳定速度时F=mg+BI'L 感应电流  由上述三式得, 解得棒达到的稳定速度为v≈1.9m/s (2)从棒由静止开始运动至达到稳定速度的过程中,电动机提供的能量转化为棒的机械能和内能,由能量守恒定律得:   代入得  解得:t=0.92s 答: (1)棒能达到的稳定速度是1.9m/s; (2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间是0.92s.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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