如圖3所示，OACO為置于垂直紙面向里大小為B=0.2T的勻強磁場中的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其他部分電阻不計）.導軌OAC滿足方程y=2sin（x/ 3）（單位：m）.一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定速度v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的內(nèi)阻.求：（1）外力的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流與時間的關系.


（1）金屬棒切割磁感線的等效長度L先變大后變小.當sin（∏x/3）=1時，等效長度L=2m達到最大.R1與R2并聯(lián)，所以R=R1R2/（R1+R2）=8/3Ω，故金屬棒勻速運動時，外力最大為Fmax=F安=BIL=B2L2v/R=0.3N.
（2）當L有最大值時，電路中電流最大，R1上消耗的功率也最大 .P1max=E2/R1=1W.
（3）金屬棒在切割磁感應線的等效長度隨時間變化，滿足L=2sin（πx/ 3），x=vt，E=BLv，由I=BLv/R并代入數(shù)據(jù)得I=（3/4）sin（5πt/ 3）A.
【試題分析】
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2003?上海）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中
粗線表法），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其它部分電阻不計）．導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(
π3
x)（單位：m）．磁感強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面．一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導思接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；
（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（20分）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其它部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足 （單位：m）。磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。

 

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科目：高中物理 來源：2010年山西省太原五中高三5月月考（理綜）物理部分 題型：計算題

（20分）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其它部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足（單位：m）。磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖1所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接觸短電阻絲（圖中粗線表示）.R1=4Ω，R2=8Ω（導軌其他部分電阻不計）.導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin（x）（單位m），磁感應強度B=0.2T的勻強磁場，方向垂直于導軌平面.一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好，且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻.求：
（1）外力F的最大值；
（2）金屬棒在導軌上運動時，電阻絲R1的最大功率；
（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流i與時間t的關系.

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