问题 计算题

如图甲所示,不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置,框架中间区域有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T,有一导体棒AC横放在框架上,其质量为m=0.1kg,电阻为R=4Ω,现用轻绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上,另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连,物体D的质量M=0.3kg,电动机的内阻r=1Ω。接通电路后,电压表的读数恒为U=8V,电流表的读数恒为I=1A,电动机内牵引原来静止的导体棒AC平行于EF向右运动,其运动情况如图乙所示。(取g=10m/s2)求:

⑴匀强磁场的宽度;

⑵导体棒在变速运动阶段产生的热量。

答案

题目分析:(1)导体棒最终做匀速直线运动,设速度为v,此时棒的电动势为:E=BLv

电流为:

安培力为:F=BIL

设右端线的拉力为F,由平衡条件得:F=Mg+F

由图象知,棒匀速运动的速度为:

又 P2=Fv

由以上各式解得:L=1m

(2)对系统由能量守恒得:

其中t=1s,s=1m,代入数据解得:Q=3.2J

单项选择题 A1/A2型题
名词解释