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题目
题型:不详难度:来源:
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=3.8m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为2J,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,求:
(1)电动机的输出功率:
(2)导体棒达到稳定时的速度
(3)导体棒从静止到达稳定速度所需要的时间.
答案
(1)电动机的输出功率为:P=IU-I2r=6W;
(2)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=Fv
当棒达稳定速度时F=mg+BI′L,感应电流I′=
E
R
=
BLv
R
,则棒所受的安培力大小为F=
B2L2v
R

根据平衡条件得 F=mg+F
联立以上三式,解得棒达到的稳定速度为v=2m/s.
(3)由能量守恒定律得:
Pt=mgh+
1
2
mv2+Q,解得t=1s,
答:(1)电动机的输出功率为6W:
(2)导体棒达到稳定时的速度为2m/s.
(3)导体棒从静止到达稳定速度所需要的时间是1s.
核心考点
试题【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】;主要考察你对电磁感应中切割类问题等知识点的理解。[详细]
举一反三
如图所示,导体棒ab可以无摩擦地在足够长的竖直轨道上滑动,整个装置处于匀强磁场中,除R外其他电阻均不计,则导体棒ab下落过程中(  )
A.金属棒的机械能守恒
B.棒达到稳定速度以前,电阻R增加的内能由焦耳定律Q=I2Rt求解
C.棒达到稳定速度以后,减少的重力势能全部转化为电阻R增加的内能
D.棒达到稳定速度以前,减少的重力势能全部转化为棒增加的动能和电阻R增加的内能

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如图1所示,MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定,轨距为L=1m,质量为m的金属杆ab放置在轨道上,其阻值忽略不计.空间存在方向垂直于轨道平面向上的匀强磁场,磁感应强度为B=0.5T.P、M间接有阻值R1的定值电阻,Q、N间接变阻箱R.现从静止开始释放金属杆ab,改变变阻箱的阻值R,测得杆的最大速度为vm,得到
1
vm
1
R
的关系如图2所示.若轨道足够长且电阻不计,重力加速度g取l0m/s2.求:
(1)金属杆开始滑动时加速度值;
(2)金属杆质量m和定值电阻R1阻值;
(3)当变阻箱R取4Ω,金属杆ab运动的速度为
vm
2
时,定值电阻R1消耗的电功率.
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如图所示,间距L=1m的足够长的光滑平行金属导轨与水平面成30°角放置,导轨电阻不计,导轨上端连有R=0.8Ω的电阻,磁感应强度为B=1T的匀强磁场垂直导轨平面向上,t=0时刻有一质量m=1kg,电阻r=0.2Ω的金属棒,以v0=10m/s的初速度从导轨上某一位置PP"开始沿导轨向上滑行,金属棒垂直导轨且与导轨接触良好,与此同时对金属棒施加一个沿斜面向上且垂直于金属棒的外力F,使金属棒做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动,则:
(1)t=2s时,外力F的大小?
(2)若已知金属棒运动从开始运动到最高点的过程中,电阻R上产生的热量为100J,求此过程中外力F做的功?
(3)到最高点后,撤去外力F,经过足够长时间后,最终电阻R上消耗的热功率是多少?
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如图所示,相距为d的两条水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的上下边界,磁场的磁感应强度大小为B,正方形线框abcd的边长为L(L>d)、质量为m.将线框从磁场上方高h处由静止开始释放,当ab边进入磁场时线框的速度为v0,cd边刚穿出磁场时线框的速度也为v0.从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中(  )
A.线框中一直都有感应电流
B.线框在某一阶段的加速度为g
C.做过一段减速运动
D.线框产生的热量为mg(d+h+L)

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如图所示,一水平放置的平行导体框的宽度L=0.5m,左端接有R=0.2Ω的电阻,磁感应强度大小B=0.4T的匀强磁场垂直导轨平面向下,现有一导体棒ab垂直跨放在框架上,并能无摩擦地沿框架滑动,框架及导体ab的电阻不计,当导体棒ab以v=4.0m/s的速度向右匀速滑动时.则:
(1)导体棒ab上的感应电动势的大小及感应电流的方向分别为如何?
(2)要维持导体棒ab向右匀速运行,作用在导体棒ab上的水平外力为多少?方向怎样?
(3)电阻R上产生的热功率为多大?
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