如圖所示，在平面內(nèi)有一扇形金屬框，其半徑為，邊與軸重合，邊與軸重合，且為坐標(biāo)原點(diǎn)，邊與邊的電阻不計，圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L，放在金屬框上，MN與邊緊鄰，金屬桿ac長度的電阻為R0。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直并充滿平面�，F(xiàn)對MN桿施加一個外力（圖中未畫出），使之以C點(diǎn)為軸順時針勻速轉(zhuǎn)動，角速度為。求：

（1）在MN桿運(yùn)動過程中，通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度間的關(guān)系；

（2）整個電路消耗電功率的最小值是多少？

 

【答案】

(1) (2)

【解析】

試題分析：（1）電路中感應(yīng)電動勢     （2分）

設(shè)金屬桿的電阻為R0 （2分。能與其他字母區(qū)分即可），則電路總電阻

    （2分）

桿中電流I與桿轉(zhuǎn)過的角度θ的關(guān)系為     （1分）

（2）由于總電阻，圓弧總長度是定值，所以，當(dāng) 時，即時，總電阻R總有最大值。（2分）此時，（1分）此時，電路消耗電功率的最小值是  （2分）

考點(diǎn)：考查了導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動

點(diǎn)評：本題由于是半徑切割磁感線運(yùn)動，需要注意桿的等效切割速度，然后根據(jù)歐姆定律分析解題，綜合性比較強(qiáng)，

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在平面內(nèi)有一點(diǎn)，其坐標(biāo)為(3，4）cm，所在直線右下方有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，所在直線左上方有平行于向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=100V/m。現(xiàn)有質(zhì)量m=1×10-8kg，電量q=2×10-3C帶正電的粒子，從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v =1×103m/s垂直于磁場方向射入磁場，經(jīng)過點(diǎn)時速度方向與垂直并進(jìn)入電場，在經(jīng)過電場中的M點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時的動能為點(diǎn)時動能的3倍，不計粒子重力。求：（已知）

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；

（2）OM兩點(diǎn)間的電勢差；

（3）M點(diǎn)的坐標(biāo)及粒子從運(yùn)動到M點(diǎn)的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013河南鄭州市一模）如圖所示，在平面內(nèi)有一扇形金屬框，其半徑為，邊與軸重合，邊與軸重合，且為坐標(biāo)原點(diǎn)，邊與邊的電阻不計，圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L，放在金屬框上，MN與邊緊鄰。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直并充滿平面�，F(xiàn)對MN桿施加一個外力（圖中未畫出），使之以C點(diǎn)為軸順時針勻速轉(zhuǎn)動，角速度為。求：

（1）在MN桿運(yùn)動過程中，通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度間的關(guān)系；

（2）整個電路消耗電功率的最小值是多少？

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科目：高中物理 來源：2012-2013年黑龍江大慶鐵人中學(xué)高二下第一次檢測物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，在平面內(nèi)有一扇形金屬框，其半徑為，邊與軸重合，邊與軸重合，且為坐標(biāo)原點(diǎn)，邊與邊的電阻不計，圓弧上單位長度的電阻為。金屬桿MN長度為L，放在金屬框上，MN與邊緊鄰，金屬桿ac長度的電阻為R0。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與框架平面垂直并充滿平面�，F(xiàn)對MN桿施加一個外力（圖中未畫出），使之以C點(diǎn)為軸順時針勻速轉(zhuǎn)動，角速度為。求：

（1）在MN桿運(yùn)動過程中，通過桿的電流I與轉(zhuǎn)過的角度間的關(guān)系；
（2）整個電路消耗電功率的最小值是多少？

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年山西省高二上學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，在平面內(nèi)有一個以為圓心、半徑R=0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，、兩點(diǎn)連線與軸正方向的夾角為。若空間存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小，則、兩點(diǎn)的電勢差可表示為（   ）

A.       B.

C.       D.

 

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