如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计．整个装置处于-00教育-零零教育信息网

如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计．整个装置处于

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 闭合电路欧姆定律/2022-12-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r₀，金属棒ab的电阻不计．整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，磁场的磁感应强度随时间均匀增加，B=kt，其中k为常数．金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，t=0时，金属棒ab与MN相距非常近．求：
（1）当t=t_o时，水平外力的大小F．
（2）同学们在求t=t_o时刻闭合回路消耗的功率时，有两种不同的求法：
方法一：t=t_o时刻闭合回路消耗的功率P=F?v．
方法二：由Bld=F，得I=

P=I2R=

F2R

B2d2

（其中R为回路总电阻）
这两种方法哪一种正确？请你做出判断，并简述理由．

◎ 答案

（1）回路中的磁场变化和导体切割磁感线都产生感应电动势
据题意，有　B=kt，则得

△B

△t

=k
回路中产生的总的感应电动势为
E总=

△B

△t

S+Bdv ①

△B

△t

S=kdvt0 ②
I=

E总

③
联立求解得：E_总=2kdvt₀④
R=2r₀vt₀⑤
解得：I=

⑥
所以，F=BId ⑦
即　F=

k2d2t0

⑧
（2）方法一错，方法二对； ⑨
方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量．方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率．
答：
（1）当t=t_o时，水平外力的大小F为

k2d2t0

．
（2）方法一错，方法二对； ⑨
方法一认为闭合回路所消耗的能量全部来自于外力所做的功，而实际上磁场的变化也对闭合回路提供能量．方法二算出的I是电路的总电流，求出的是闭合回路消耗的总功率．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，两条导轨相距为d，左端MN用阻值不计的导线相连，金属棒ab可在导轨上滑动，导轨单位长度的电阻为r0，金属棒ab的电阻不计．整个装置处于…”主要考查了你对【闭合电路欧姆定律】，【导体切割磁感线时的感应电动势】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。