Question

【題目】在方向豎直向下、磁感應(yīng)強度B=5T的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距L=1m，質(zhì)量m1=2kg，電阻R=1Ω的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，軌道端點M、P間接有一直流電源，電動勢E=36V。導(dǎo)體棒ab通過滑輪提升質(zhì)量m2=8kg的重物，不計電源內(nèi)阻，不計導(dǎo)軌電阻，不計滑輪軸處的摩擦，g=10m/s2

（1）簡述此電動機的能量轉(zhuǎn)化情況；

（2）當(dāng)ab棒速度為v=2m/s時，求通過棒的電流I的大��；

（3）當(dāng)ab棒速度為v=2m/s時，求通過棒的加速度a的大小；

（4）棒最終勻速運動的速度vmax。

Answer 1

【答案】（1）電能轉(zhuǎn)化為機械能；（2）26A；（3）；（4）4m/s

【解析】

（1）電流通過在磁場中的導(dǎo)體棒產(chǎn)生安培力，拉動物體運動，所以電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能。

（2）導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生反電動勢

電路中的電流

代入數(shù)據(jù)解得

（3）以導(dǎo)體棒和重物構(gòu)成的系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律

代入數(shù)據(jù)得

（4）最終ab棒勻速運動，速度為，重物和導(dǎo)體棒受力平衡

通過導(dǎo)體棒的電流

即

解得