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如圖所示，一個U形導體框架，其寬度L=1m，框架所在平面與水平面的夾用α=30°．其電阻可忽略不計．設勻強磁場與U形框架的平面垂直．勻強磁場的磁感強度B=0.2T．今有一條形導體ab，其質量為m=0.5kg，有效電阻R=0.1Ω，跨接在U形框架上，并且能無摩擦地滑動，求：在棒達到最大速度vm時，電阻R上的電功率．（g=10m/s2）．
導體棒切割磁感線產生的感應電動勢：E=BLv，
電流：I=
E
R
=
BLv
R
，
棒受到的安培力：FB=BIL=
B2L2v
R
，
當棒做勻速直線運動時，速度最大，由平衡條件得：
B2L2vm
R
=mgsinα，
克服安培力做功轉化為電能，電阻消耗的電功率等于克服安培力做功功率：
P=FBv=mgsinα×
mgRsinα
B2L2
=（mgsinα）2
R
B2L2
=（0.5×10×sin30°）2×
0.1
0．22×12
=15.625W；
答：電阻R上的功率為15.625W．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩根質量同為m、電阻同為R、長度同為l的導體棒，用兩條等長的、質量和電阻均可忽略的長直導線連接后，放在距地面足夠高的光滑絕緣水平桌面上，兩根導體棒均與桌邊緣平行，一根在桌面上，另一根移動到靠在桌子的光滑絕緣側面上．整個空間存在水平向右的勻強磁場，磁感應強度為B．開始時兩棒靜止，自由釋放后開始運動．已知兩條導線除桌邊拐彎處外其余部位均處于伸直狀態(tài)，導線與桌子側棱間無摩擦．求：
（1）剛釋放時，導體棒的加速度大��；
（2）導體棒運動穩(wěn)定時的速度大��；
（3）若從開始下滑到剛穩(wěn)定時通過橫截面的電荷量為q，求該過程中系統(tǒng)產生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，兩根足夠長的平行金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角為α，金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，金屬棒的質量為m，導軌處于勻強磁場中，磁場的方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度大小為B，金屬導軌的上端與開關S、定值電阻R1和電阻箱R2相連．不計一切摩擦，不計導軌、金屬棒的電阻，重力加速度為g，現(xiàn)閉合開關S，將金屬棒由靜止釋放．

（1）判斷金屬棒ab中電流的方向；
（2）若電阻箱R2接入電路的阻值為R2=2R1，當金屬棒下降高度為h時，速度為v，求此過程中定值電阻R1上產生的焦耳熱Q1；
（3）當B=0.40T、L=0.50m、α=37°時，金屬棒能達到的最大速度vm隨電阻箱R2阻值的變化關系如圖乙所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求定值電阻的阻值R1和金屬棒的質量m．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，兩根與水平面成θ=30°角的足夠長光滑金屬導軌平行放置，導軌間距為L=1m，導軌底端接有阻值為1Ω的電阻R，導軌的電阻忽略不計．整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面斜向上，磁感應強度B=1T．現(xiàn)有一質量為m=0.2kg、電阻不計的金屬棒用細繩通過光滑滑輪與質量為M=0.5kg的物體相連，細繩與導軌平面平行．將金屬棒與M由靜止釋放，棒沿導軌運動了2m后開始做勻速運動．運動過程中，棒與導軌始終保持垂直接觸．（取重力加速度g=10m/s2）求：
（1）金屬棒勻速運動時的速度；
（2）棒從釋放到開始勻速運動的過程中，電阻R上產生的焦耳熱；
（3）若保持某一大小的磁感應強度B1不變，取不同質量M的物塊拉動金屬棒，測出金屬棒相應的做勻速運動的v值，得到實驗圖象如圖所示，請根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)計算出此時的B1；
（4）改變磁感應強度的大小為B2，B2=2B1，其他條件不變，請在坐標圖上畫出相應的v-M圖線，并請說明圖線與M軸的交點的物理意義．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在一很大的有界勻強磁場上方有一閉合線圈，當閉合線圈從上方不遠處下落穿過磁場的過程中（　�。�
A．進入磁場時加速度小于g，離開磁場時加速度可能大于g，也可能小于g
B．進入磁場時加速度大于g，離開時小于g
C．進入磁場和離開磁場，加速度都大于g
D．進入磁場和離開磁場，加速度都小于g

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

我們知道，在北半球地磁場的豎直分量向下．飛機在我國上空勻速巡航，機翼保持水平，飛行高度不變．由于地磁場的作用，金屬機翼上有電勢差．設飛行員左方機翼末端處的電勢為φ1，右方機翼末端處的電勢為φ2．（　�。�
A．若飛機從西向東飛，φ1比φ2高
B．若飛機從東向西飛，φ2比φ1高
C．若飛機從南向北飛，φ1比φ2高
D．若飛機從北向南飛，φ2比φ1高

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，MN、GH為足夠長平行金屬導軌（忽略導軌的電阻），兩個相同的金屬棒AB、CD垂直放在兩導軌上．整個裝置在同一水平面內．勻強磁場垂直于導軌所在的平面向下，若給CD棒一個水平向右的速度，同時給CD棒施加水平向右的外力F，使CD棒保持勻速直線運動狀態(tài)，AB棒也隨之運動，兩棒與導軌間的滑動摩擦力f不變，則（　　）
A．AB棒做變加速運動，直到兩棒的速度相等
B．AB棒中的電流逐漸減小到某一不為零的穩(wěn)定值，方向由A到B
C．力F先減小，最終保恒定不變
D．力F的瞬時功率始終大于摩擦力的瞬時功率

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖甲所示，回路中有一個C=60μF的電容器，已知回路的面積為1.0×10-2m2，垂直穿過回路的磁場的磁感應強度B隨時間t的變化圖象如圖乙所示，求：
（1）t=5s時，回路中的感應電動勢；
（2）電容器上的電荷量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，間距為L、電阻不計的光滑導軌固定在傾角為θ的斜面上．在MNPQ矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面的勻強磁場，磁感應強度為B；在CDEF矩形區(qū)域內有方向垂直于斜面向下的磁場，磁感應強度Bt隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示(tx是未知量)，Bt的最大值為2B．現(xiàn)將一根質量為m、電阻為R、長為L的金屬細棒cd跨放在MNPQ區(qū)域間的兩導軌上,并把它按住，使其靜止．在t=O時刻，讓另一根長為L的金屬細棒ab(其電阻Rx是未知量)從CD上方的導軌上由靜止開始下滑，同時釋放cd棒。已知CF長度為2L，兩根細棒均與導軌良好接觸，在ab從圖中位置運動到EF處的過程中，cd棒始終靜止不動，重力加速度為g．
 
(1)求上述過程中cd棒消耗的電功率，并確定MNPQ區(qū)域內磁場的方向．
(2) ab棒質量
(3)確定未知量Rx及tx的值．

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