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如图所示,电动机通过其转轴上的绝缘细绳竖直向上牵引一根原来静止的长为L=1m、质量m=O.1㎏的导体棒ab,导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计的金属框架上,导体棒的电阻R=1Ω,磁感强度B=1T
题目详情
如图所示,电动机通过其转轴上的绝缘细绳竖直向上牵引一根原来静止的长为L=1m、质量m=O.1㎏的导体棒ab,导体棒紧贴在竖直放置、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,此过程导体棒产生热量Q=2J.电动机工作时,输出功率P=6W恒定,不计一切摩擦,求:
(1)导体棒所达到的稳定速度是多少?
(2)导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少?
(1)导体棒所达到的稳定速度是多少?
(2)导体棒从静止到达稳定速度的时间是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)导体棒在电动机牵引力的作用下,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,此时棒受力平衡,即绳的牵引力与重力、安培力平衡.
导体棒匀速运动时,合力为零:T-mg-F=0,
其中:T=
,F=BIL,I=
,E=BLv,
化简并代入数据得:v2+v-6=0,
v=2m/s.
(2)此过程时间为t,由能量守恒定律得
P出t=mgh+
mv2+Q,
代入数据得t=1s.
答:(1)导体棒达到稳定时的速度为2m/s.
(2)导体棒从静止到达稳定速度所需要的时间是1s.
导体棒匀速运动时,合力为零:T-mg-F=0,
其中:T=
P |
v |
E |
R |
化简并代入数据得:v2+v-6=0,
v=2m/s.
(2)此过程时间为t,由能量守恒定律得
P出t=mgh+
1 |
2 |
代入数据得t=1s.
答:(1)导体棒达到稳定时的速度为2m/s.
(2)导体棒从静止到达稳定速度所需要的时间是1s.
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