Question

如圖所示，兩根足夠長的光滑金屬導軌，相距為L=10cm，豎直放置，導軌上端連接著電阻R1=1Ω，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為R2=0.2Ω的金屬桿ab與導軌垂直并接觸良好，導軌電阻不計．整個裝置處于與導軌平面垂直的磁感應(yīng)強度為B=1T的勻強磁場中．a(chǎn)b桿由靜止釋放，經(jīng)過一段時間后達到最大速率，g取10m/s2，求此時：

（1）桿的最大速率；

（2）ab間的電壓；

（3）電阻R1消耗的電功率．

Answer 1

考點：

導體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；閉合電路的歐姆定律；電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化．.
專題：	電磁感應(yīng)——功能問題．
分析：	（1）金屬棒在重力作用下，做加速度逐漸減小的加速運動，當加速度為零時，速度達到最大，然后做勻速直線運動，根據(jù)金屬棒所受的拉力等于安培力，求出最大速度． （2）根據(jù)歐姆定律求出ab間的電壓． （3）根據(jù)電功率公式求解．
解答：	解：（1）當金屬棒勻速運動時速度最大，設(shè)最大速度為v，達到最大時則有F=F安 即有：mg=BIL 又： E=BLv 解以上三式得：v=12m/s （2）E=BLv=1×0.1×12=1.2V I===1A Uab=IR1=1V （3）電阻R1消耗的電功率 P1=I2R1=12×1=1W； 答：（1）桿的速率是12m/s； （2）ab間的電壓是1.2V； （3）電阻R1消耗的電功率是1W．
點評：	解決本題關(guān)鍵通過受力判斷出金屬棒的運動情況，知道當金屬棒加速度為零時，速度最大．以及會根據(jù)電功率公式求解．