Question

【題目】直流電動機(jī)是一種使用直流電流的動力裝置，是根據(jù)通電線圈在磁場中受到安培力的原理制成的。如圖乙所示是一臺直流電動機(jī)模型示意圖，固定部分（定子）裝了一對磁極，旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）裝設(shè)圓柱形鐵芯，將線圈固定在轉(zhuǎn)子鐵芯上，能與轉(zhuǎn)子一起繞軸轉(zhuǎn)動。線圈經(jīng)過滑環(huán)、電刷與電源相連，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計(jì)。電源與線圈之間連接阻值為R的定值電阻。不計(jì)線圈內(nèi)阻及電機(jī)損耗。若轉(zhuǎn)軸上纏繞足夠長的輕繩，繩下端懸掛一質(zhì)量為m的重物，接通電源，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動帶動重物上升，最后重物以速度v1勻速上升；若將電源處短接（相當(dāng)于去掉電源，導(dǎo)線把線圈與電阻連成閉合電路），釋放重物，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，重物質(zhì)量m不變。重物最后以v2勻速下落；

根據(jù)以上信息，寫出v1與v2的關(guān)系式。

Answer 1

【答案】

【解析】重物勻速上升時(shí)，電路中電流為

由能量關(guān)系：

重物勻速下落時(shí)，電路中電流為

由能量關(guān)系：

兩次電機(jī)最后都是勻速轉(zhuǎn)動，重物質(zhì)量相等，可知： ，得