如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强磁场中，长

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，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm，重力加速度为g．求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热．
魔方格

◎ 答案

（1）设匀强磁场的磁感应强度为B，则金属棒达到最大速度时，产生的电动势E=BLvm．  ①
回路中产生的感应电流I=
E
R+r
     ②
金属棒所受的安培力F=BIL        ③
cd棒所受合外力为零时，下滑的速度最大，则
F=mgsinα      ④
由①②③④得，B=
1
L

mg(R+r)sinα
vm
，
（2）设电阻R上产生的电热为Q，整个电路产生的电热为Q总，则
mgsinα=
1
2
mvm2+Q总   ⑤
Q=
R
R+r
Q总
联立解得Q=
mR(2gsinα-vm2)
2(R+r)
．
答：（1）匀强磁场的磁感应强度大小为
1
L

mg(R+r)sinα
vm
．
（2）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热为Q=
mR(2gsinα-vm2)
2(R+r)
．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角为α，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于与斜面垂直斜向左上方的匀强磁场中，长…”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】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】  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。

水平面 斜面 下滑 知识点 相距
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