如图所示，匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈，处于磁感应强度B1为T的匀强磁场中．当线圈绕O1O2以转速...

问题详情：

如图所示，匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈，处于磁感应强度B1为T的匀强磁场中．当线圈绕O1O2以转速n为300r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A．电动机的内阻r为1Ω，牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.2kg的导体棒MN沿轨道上升．导体棒的电阻R为1Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2为1T的匀强磁场中．当导体棒沿轨道上滑1.6m时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为4J．不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s2．求：

(1)若从线圈处于中*面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；

(2)导体棒MN的稳定速度；

(3)导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间．

【回答】

(1)e=10sin10πtV   (2)v=2m/s  (3)t=1.0s

【解析】

试题分析：（1）线圈转动过程中电动势的最大值为：

则从线圈处于中*面开始计时的电动势瞬时值表达式为：

（2）电动机的电流：

电动机的输出功率：

又

而棒产生的感应电流：

稳定时棒处于平衡状态，故有：

由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度：，（舍去）

（3）由能量守恒定律得：

其中

解得：

考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化、交流电．

【名师点睛】解决本题的关键掌握从线圈处于中*面开始计时，电动势的瞬时表达式以及峰值，棒达到稳定速度时，处于平衡状态，根据平衡条件列式求解．

知识点：牛顿第二定律

题型：解答题