精英家教網(wǎng)如圖所示,電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN上升,導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω,架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強度B為1T的勻強磁場中,磁場方向與框架平面垂直.當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時,獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J,電動機牽引棒時,電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A,電動機內(nèi)阻r為1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,則以下判斷正確的是(  )
A、導(dǎo)體棒向上做勻減速運動B、電動機的輸出功率為49JC、導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時的速度為v=2m/sD、導(dǎo)體棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時間為1s
分析:導(dǎo)體棒在電動機牽引力的作用下,先做加速度減小的加速度運動,后做勻速運動,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),此時棒受力平衡,即繩的牽引力與重力、安培力平衡.電動機的輸出功率等于輸入的電功率與內(nèi)部消耗的熱功率之差,P=IU-I2r.
根據(jù)電動機的輸出功率P=Fv和穩(wěn)定時F=mg+F,F(xiàn)=
B2L2v
R
,兩式結(jié)合求出穩(wěn)定時的速度v.
根據(jù)能量守恒定律列式Pt=mgh+
1
2
mv2+Q,求出時間t.
解答:解:A、導(dǎo)體棒從靜止開始不可能做勻減速運動.導(dǎo)體棒在電動機牽引力的作用下做加速運動,先做加速度減小的加速度運動,后做勻速運動,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),故A錯誤.
B、電動機的輸出功率為:P=IU-I2r=1×7-12×2=5W;故B錯誤.
C、電動機的輸出功率就是電動機牽引棒的拉力的功率,
則有P=Fv
當(dāng)棒達(dá)穩(wěn)定速度時F=mg+BI′L,感應(yīng)電流I′=
E
R
=
BLv
R
,則棒所受的安培力大小為F=
B2L2v
R

根據(jù)平衡條件得:F=mg+F,
聯(lián)立以上三式,解得棒達(dá)到的穩(wěn)定速度為:v=2m/s.故C正確.
D、由能量守恒定律得:Pt=mgh+
1
2
mv2+Q,解得:t=1s,故D正確.
故選:CD
點評:本題是電磁感應(yīng)與電路知識、力學(xué)知識的綜合,棒運動情況與汽車額定功率起動類似,要有聯(lián)想能力,加強訓(xùn)練,培養(yǎng)自己的知識遷移的能力.
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如圖所示,電動機牽引的是一根原來靜止的長L=1m,質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒MN,棒電阻R=1Ω,MN架在處于磁感強度B=1T的水平勻強磁場中的豎直放置的固定框架上,磁場方向與框架平面垂直,當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時獲得穩(wěn)定速度,其產(chǎn)生的焦耳熱Q=2J,電動機牽引棒時,伏特表、安培表的讀數(shù)分別為7V、1A,已知電動機的內(nèi)阻r=1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,g取10m/s2,求:
(1)金屬棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度大。
(2)金屬棒從靜止開始運動到達(dá)穩(wěn)定速度所需的時間.

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如圖所示,電動機牽引的是一根原來靜止的長L=1m、質(zhì)量m=0.1kg的金屬棒MN,棒電阻R=1Ω,金屬棒MN架在處于磁感強度B=1T的水平勻強磁場中的豎直放置的固定框架上,磁場方向與框架平面垂直,當(dāng)導(dǎo)體棒上升一定高度后獲得穩(wěn)定速度.電動機牽引棒時,電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V和1A.已知電動機內(nèi)阻r=1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,求:金屬棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度的大。

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如圖所示,電動機牽引一根原來靜止的、長L為1m、質(zhì)量m為0.1kg的導(dǎo)體棒MN上升,導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω,架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強度B為1T的勻強磁場中,磁場方向與框架平面垂直.當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=3.8m時,獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為2J,電動機牽引棒時,電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1A,電動機內(nèi)阻r為1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,求:
(1)電動機的輸出功率:
(2)導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定時的速度
(3)導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度所需要的時間.

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(2011?黃浦區(qū)一模)如圖所示,電動機牽引一根原來靜止的、長L為0.4m、質(zhì)量m為0.2kg的導(dǎo)體棒MN上升,導(dǎo)體棒的電阻R為1Ω,架在豎直放置的框架上,它們處于磁感應(yīng)強度B為1T的勻強磁場中,磁場方向與框架平面垂直.當(dāng)導(dǎo)體棒上升h=1.5m時,獲得穩(wěn)定的速度,導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量為1.2J,電動機牽引棒時,電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、1.2A,電動機內(nèi)阻r為1Ω,不計框架電阻及一切摩擦,求:
(1)棒能達(dá)到的穩(wěn)定速度;
(2)棒從靜止至達(dá)到穩(wěn)定速度所需要的時間.

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