如圖所示，匝數(shù)為100匝、面積為0.01m
2的線圈，處于磁感應強度B
1為
T的勻強磁場中．當線圈繞O
1O
2以轉速n為300r/min勻速轉動時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7V、l A．電動機的內阻r為1Ω，牽引一根原來靜止的、長L為1m、質量m為0.2kg的導體棒MN沿軌道上升．導體棒的電阻R為1Ω，架在傾角為30°的框架上，它們處于方向與框架平面垂直、磁感應強度B
2為1T的勻強磁場中．當導體棒沿軌道上滑1.6m時獲得穩(wěn)定的速度，這一過程中導體棒上產生的熱量為4J．不計框架電阻及一切摩擦，g取10m/s
2．求：
（1）若從線圈處于中性面開始計時，寫出電動勢的瞬時表達式；
（2）導體棒MN的穩(wěn)定速度；
（3）導體棒MN從靜止至達到穩(wěn)定速度所用的時間．
（1）線圈轉動過程中電動勢的最大值為
E
m=NB
1Sω=NB
1S?2πn=
100××0.01×2π×5V＝10V．
則線圈從中性面開始計時的電動勢瞬時表達式為e=E
msinωt=10sin10πtV
（2）棒達到穩(wěn)定速度時，電動機的電流I=1A
電動機的輸出功率
P出＝IU?I2r 又P
出=Fv
而棒產生的感應電流
I′＝＝穩(wěn)定時棒處于平衡狀態(tài)，故有：
F=mgsinθ+B
2I′L
由以上各式代入數(shù)值，得棒的穩(wěn)定速度v=2m/s．
（3）由能量守恒得
P出t＝mgh+mv2+Q其中h=xsinθ=1.6sin30°=0.80m
所以t=1.0s．