1、计算题 某直流电动机提升重物的装置如图所示,已知电源提供的电压
,内阻不计,电机中的一切摩擦不计。当电机提升
的重物时,测得电路中的电流为
,物体的提升速度是
,
①试求出电机的热功率和电动机线圈的电阻R;
②若电机提拉的物体过重而无法提起,此时电机内热功率又?如何?(设电机不能被烧毁)
参考答案:(1)
W?
W
W?由
(2)
W
本题解析:略
本题难度:简单
2、简答题 在倾角为30°的斜面上,固定两条足够长的光滑平行导轨,一个匀强磁场垂直于斜面向上,磁感强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m,两根金属棒ab、cd水平地放在导轨上,金属棒质量mab=0.1kg,mcd=0.2kg,两根金属棒总电阻r=0.2Ω,导轨电阻不计(如图5)。现使金属棒ab以v=2.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动。求:

⑴ 金属棒cd的最大速度;
⑵ 在cd有最大速度时,作用在ab上的外力做功的功率。
参考答案:⑴金属棒cd的最大速度为2.5m/s。
⑵ 外力做功的功率PF=Fv=1.5×2.5W=3.75W
本题解析:开始时,cd棒速度为零,ab棒有感应电动势,此时可计算出回路中的电流,进而求出cd棒所受到的安培力F(可判断出安培力方向沿斜面向上)。
如果F>mcdgsin30°,cd将加速上升,产生一个跟电流方向相反的电动势,回路中的电流将减小,cd棒所受到的安培力F随之减小,直到F=mcdgsin30°。
如果F<mcdgsin30°,cd将加速下滑,产生一个跟电流方向相同的电动势,回路中的电流将增大,cd棒所受到的安培力F随之增大,直到F=mcdgsin30°。
⑴ 开始时,cd棒速度为零,回路中的电流

这时cd棒受到平行斜面向上的安培力
F=I lB=2.5×0.5×0.4N=0.5N
而mcdgsin30°=0.2×10×0.5N=1N
故cd将加速下滑。当cd的下滑速度增大到vm时,需要有安培力F=mcdgsin30°
此时回路中的电流
cd受到的安培力F=ImlB=mcdgsin30°
所以
即金属棒cd的最大速度为2.5m/s。
⑵ 当cd棒速度达到最大值vm时。回路中的电流

作用在ab棒上的外力
F=ImlB+mabgsin30°=(5×0.5×0.4+0.1×10×0.5)N=1.5N
外力做功的功率PF=Fv=1.5×2.5W=3.75W
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝矩形导线框,线框的边长LAB=0.3m,LAd=0.2m,总电阻为R=0.1m.在直角坐标系xoy中,有界匀强磁场区域的下边界与x轴重合,上边界满足曲线方程y=0.2sin
x(m)=(m),磁感应强度大小B=0.2T,方向垂直底面向外.线框在沿x轴正方向的拉力F作用下,以速度v=10m/s水平向右做匀速直线运动,则下列判断正确的是( )
A.线框中的电流先沿逆时针方向再沿顺时针方向
B.线框中感应电动势的最大值为V
C.线框中感应电流有效值为4A
D.线框穿过磁场区域的过程中外力做功为0.048J