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导体切割磁感线时的感应电动势
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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
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 互联网
◎ 题目
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．
◎ 答案
（1）电动机的输出功率为：
P
出
=UI-
I
2
r=6×1-
1
2
×1.5W=4.5W
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
I′=
E
R
=
BLv
R
由上述三式得，
4.5
v
=0.2×10+
1
2
×
0.4
2
×v
0.8
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：
P
出
t=mgh+
1
2
m
v
2
+Q
代入得
4.5×t=0.2×10×1.6+
1
2
×0.2×1.
9
2
+0.6
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．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“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…”主要考查了你对 【电功】，【电功率】，【导体切割磁感线时的感应电动势】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/451300.html
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