如圖所示，在與水平面成θ角的矩形框范圍內(nèi)有垂直于框架的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，框架的ad邊和bc邊電阻不計，而ab邊和cd邊電阻均為R，長度均為L，有一質(zhì)量為m、電阻為2R的金屬棒MN，無摩擦地沖上框架，上升最大高度為h，在此過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為Q，求在金屬棒運動過程中整個電路的最大熱功率Pmax。
解：棒MN沿框架向上運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當于電源；ab和cd相當于兩個外電阻并聯(lián)。根據(jù)題意可知，ab和cd中的電流相同，MN中的電流是ab中電流的2倍。由焦耳定律知，當ab邊產(chǎn)生的熱量為Q時，cd邊產(chǎn)生的熱量也為Q，MN產(chǎn)生的熱量則為8Q。金屬棒MN沿框架向上運動過程中，能量轉(zhuǎn)化情況是：MN的動能轉(zhuǎn)化為MN的勢能和電流通過MN、ab、cd時產(chǎn)生的熱量。
設(shè)MN的初速度為，由能量守恒得，即
而MN在以速度v上滑時，產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢
所以，整個電路的瞬時熱功率為
可見，當MN的運動速度v為最大速度時，整個電路的瞬時熱功率P為最大值，即
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?南充二模）如圖所示，在與水平面成θ=30°角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計．空間存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上．導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導體棒的質(zhì)量m=2.0×10-2kg，回路中每根導體棒電阻r=5.0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0.50m．現(xiàn)對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動．在導體棒ab勻速向上運動的過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上．g取10m/s2．求：
（1）導體棒cd受到的安培力大�。�
（2）導體棒ab運動的速度大��；
（3）拉力對導體棒ab做功的功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在與水平面成θ=30°的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計．空間存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20T，方向垂直軌道平面向上．導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導體棒的質(zhì)量m=2.0×10-2kg，回路中每根導體棒電阻r=5.0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0.50m．現(xiàn)對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之以速度v勻速向上運動．在導體棒ab勻速向上運動過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上．g取10m/s2，求：
（1）導體棒cd受到的安培力大��；
（2）導體棒ab運動的速度大小；
（3）如果導體棒ab的速度突然變?yōu)樵瓉淼?倍，且保持勻速上滑，問①cd棒最開始加速度a為多大？②cd棒最終速度大小為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，在與水平面夾角θ為60°的勻強電場中，有一帶負電的物塊A放在傾斜的木板上，物塊所受電場力的大小為其重力大小的一半，木板的傾角α為30°和60°時物塊所受的摩擦力大小恰好相等，則物塊與木板間的滑動摩擦因數(shù)為（　�。�

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（2011?西湖區(qū)模擬）如圖所示，在與水平面成60°角的光滑金屬導軌間連一電源，在相距為1m的平行導軌上放一質(zhì)量為0.3㎏的金屬棒ab（ab棒垂直導軌），磁場方向豎直向上，當棒中電流為3A時棒恰好靜止．求磁感應(yīng)強度B和棒對導軌的壓力大�。╣=10m/s2）

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（13分） 如圖所示，在與水平面成=300角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計。空間存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.20 T，方向垂直軌道平面向上。導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構(gòu)成閉合回路，每根導體棒的質(zhì)量m=2.0×10-1kg，回路中每根導體棒電阻r= 5.0×10-2Ω，金屬軌道寬度l=0.50 m。現(xiàn)對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動。在導體棒ab勻速向上運動的過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上。g取10 m/s2，求：

（1）導體棒cd受到的安培力大��；

（2）導體棒ab運動的速度大��；

（3）拉力對導體棒ab做功的功率。

 

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