Question

【題目】如圖所示，導體框架的平行導軌（足夠長）間 距d=lm，框架平面與水平面夾角θ=37°，框架的電阻不計，電阻R1=0.4Ω．勻強磁場方向垂直框架平面向上，且B=0.2T，光滑導體棒的質量m=0.2kg，電阻R=0.1Ω，水平跨在導軌上，由靜止釋放，g取 10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）ab棒下滑的最大速度；
（2）ab棒以最大速度下滑時的電熱功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：棒在下滑過程中，當速度最大時受力平衡，根據共點力的平衡條件可得：

mgsinα=BId，

根據法拉第電磁感應定律和閉合電路的歐姆定律可得：

I= ，

聯立解得：v=15m/s；

答：ab棒下滑的最大速度為15m/s；

（2）解：ab棒以最大速度下滑時電路的電流強度為：

I= = =6A

ab棒的電熱功率為：

P=I2R=62×0.1W=3.6W．

答：ab棒以最大速度下滑時的電熱功率3.6W．

【解析】（1）棒在下滑過程中，當速度最大時受力平衡，根據共點力的平衡條件來求解；（2）根據電功率的計算公式P=I2R來計算ab棒的電熱功率．
【考點精析】本題主要考查了電功率和電功和電磁感應現象的相關知識點，需要掌握電流做功的實質是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計算電功率普遍適用的公式；電磁感應現象的實質是產生感應電動勢，如果回路閉合，則有感應電流，回路不閉合，則只有感應電動勢而無感應電流才能正確解答此題．