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    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    α=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡的电阻RL=4R，定值电阻R1=2R，电阻箱电阻调到使R2=12R，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，试求：

    （1）金属棒下滑的最大速度为多大？

    （2）金属棒达到最大速度后，R2为何值时，其消耗的功率最大？消耗的最大功率为多少？

     

    【答案】

    （1）

    （2）当时，R2消耗的功率最大，

    【解析】16.解：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为vm，达到最大时则有

    mgsinθ=F安         （1分）    F安＝ILB       （1分）　　       （1分）

    　其中　　　R总＝6R              （1分）所以      mgsinθ=     （1分）

    解得最大速度　　　                               （1分）

    （2）R2上消耗的功率　                                      （1分）

    其中　 　 （1分）      又　　     （1分）

    解以上方程组可得 （1分）

    当时，R2消耗的功率最大       （1分）最大功率

     

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        A．金属棒ab、cd都做匀速运动       

        B．金属棒ab上的电流方向是由b向a

        C．金属棒cd所受安培力的大小等于2F／3

        D．两金属棒间距离保持不变

     

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    如图所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2：1，用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后（ ）
    A．金属棒ab、cd都做匀速运动
    B．金属棒ab上的电流方向是由b向a
    C．金属棒cd所受安培力的大小等于
    D．两金属棒间距离保持不变

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    科目：高中物理 来源：2005年江苏省宿迁市高考物理三模试卷（解析版） 题型：选择题

    如图所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2：1，用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后（ ）
    A．金属棒ab、cd都做匀速运动
    B．金属棒ab上的电流方向是由b向a
    C．金属棒cd所受安培力的大小等于
    D．两金属棒间距离保持不变

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    科目：高中物理 来源：2011年河南省郑州市高考物理一模试卷（解析版） 题型：选择题

    如图所示，两足够长平行金属导轨固定在水平面上，匀强磁场方向垂直导轨平面向下，金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动，两金属棒ab、cd的质量之比为2：1，用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd，经过足够长时间以后（ ）
    A．金属棒ab、cd都做匀速运动
    B．金属棒ab上的电流方向是由b向a
    C．金属棒cd所受安培力的大小等于
    D．两金属棒间距离保持不变

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