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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
题目详情
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时,获得稳定的速度,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,导轨足够长,则以下判断正确的是( )
A.导体棒向上做匀减速运动
B.电动机的输出功率为6W
C.导体棒达到稳定时的速度为v=2m/s
D.当导体棒稳定速度后,牵引的绳子突然断了,则导体棒将作加速度不断减小的加速运动,最后作速度为1 m/s的匀速运动
A.导体棒向上做匀减速运动
B.电动机的输出功率为6W
C.导体棒达到稳定时的速度为v=2m/s
D.当导体棒稳定速度后,牵引的绳子突然断了,则导体棒将作加速度不断减小的加速运动,最后作速度为1 m/s的匀速运动
▼优质解答
答案和解析
A、导体棒从静止开始不可能做匀减速运动.导体棒在电动机牵引力的作用下做加速运动,先做加速度减小的加速度运动,后做匀速运动,达到稳定状态,故A错误.
B、电动机的输出功率为:P出=IU-I2r=1×7-12×1=6W;故B正确.
C、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F=mg+BI′L,感应电流为:I′=
=
,
则棒所受的安培力大小为:F安=
,
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.故C正确.
D、牵引的绳子突然断了,则导体棒受重力和安培力,开始时速度方向向上,重力和安培力方向向下,加速度方向向下,速度减小,故安培力减小,加速度减小,当速度减小到零时,加速度为g,此后导体棒向下运动,安培力方向向上,随着速度的增加,加速度减小,故导体棒做加速度不断减小的加速运动,恒定时,重力和安培力相等,即:mg=
,
解得:v=
=1m/s,故D正确;
故选:BCD
B、电动机的输出功率为:P出=IU-I2r=1×7-12×1=6W;故B正确.
C、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F=mg+BI′L,感应电流为:I′=
E |
R |
BLV |
R |
则棒所受的安培力大小为:F安=
B2L2V |
R |
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.故C正确.
D、牵引的绳子突然断了,则导体棒受重力和安培力,开始时速度方向向上,重力和安培力方向向下,加速度方向向下,速度减小,故安培力减小,加速度减小,当速度减小到零时,加速度为g,此后导体棒向下运动,安培力方向向上,随着速度的增加,加速度减小,故导体棒做加速度不断减小的加速运动,恒定时,重力和安培力相等,即:mg=
B2L2V |
R |
解得:v=
mgR |
B2L2 |
故选:BCD
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