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    如图，光滑的平行导轨P、Q相距L="1" m，处在同一水平面中，导轨的左端接有如图所示的电路，其中水平放置的电容器两极板相距d="10" mm，定值电阻，，导轨的电阻不计。磁感应强度B=0.4T的匀强磁场竖直向下穿过导轨面。当金属棒ab沿导轨向右匀速运动（开关S断开）时，电容器两极板之间质量、带电荷量的微粒恰好静止不动；当S闭合后，微粒以a="7" m/s2向下做匀加速运动。取g="10" m/s2。求：

    （1）金属棒ab运动的速度大小是多大?电阻是多大?
    （2）闭合后，使金属棒ab做匀速运动的外力的功率是多大?
    （1）v="3" m/s，r=2Ω（2）0.18 W

    试题分析：（1）带电微粒在电容器两极间静止时，受向上的电场力和向下的重力作用而平衡，即 
    由此式可解出电容器两极板间的电压为

    由于微粒带负电，可知上板的电势高。
    由于S断开，R1、R2的电压和等于电容器两端电压U1，R3上无电流通过，可知电路中的感应电流即为通过R1、R2的电流I1，
    从而ab切割磁感线运动产生的感应电动势为
           ①
    S闭合时，带电微粒向下做匀加速运动，由牛顿第二定律可得

    所以有    
    此时的感应电流为
    由闭合电路欧姆定律可得
    　　　　 ②
    解①②两式可得E="1.2" V, r="2" Ω
    由E=BLv可得
    即导体棒ab匀速运动的速度v="3" m/s，电阻r=2Ω
    （2）S闭合时，通过ab的电流I2="0.15" A，ab所受的安培力为F2=BI2L="0.06" N
    ab以速度v="3" m/s做匀速运动，所受外力F必与磁场力F2大小相等、方向相反，即
    F="0.06" N，方向向右。
    可见，外力的功率为   P=Fv="0.06×3" W="0.18" W
    点评：在电磁感应现象中，产生感应电动势的那部分电路相当于电源．
    练习册系列答案
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    图（a）                                                 图（b）
    （1）t=0.5s时电阻R的热功率；
    （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
    （3）估算0~1.2s内通过电阻R的电量大小及在R上产生的焦耳热。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    水平放置的光滑矩形金属框架，宽0.2米，长度较长，上面搁一不计电阻的直导线AB，质量m=0.5千克，框架电阻不计，两端各接一电阻R1=1Ω，R2=2Ω，磁场与框架平面垂直，向下Ｂ＝１特，现用恒力F=0.3牛，水平拉AB导体，当到达某一位置时，R2的消耗功率为0.5瓦,，问：

    (1) 此时R1的消耗功率为多大?
    (2) 此时导体AB的瞬时加速度多大？
    (3) 此时拉力Ｆ的功率为多大？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距l＝0.50 m，左端接一电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求：

    (1)ab棒中感应电动势的大小；
    (2)回路中感应电流的大小；
    (3)维持ab棒做匀速运动的水平外力F的大小．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，电阻Rab=0.1Ω的导体ab沿光滑导线框向右做匀速运动线框中接有电阻R=0.4Ω,线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面,导体的ab长度l=0.4m,运动速度v=10m/s.线框的电阻不计.则

    (1)使导体ab向右匀速运动所需的外力F’等于多少?方向如何?
    (2)电阻R上消耗的功率P等于多少?
    (3)外力的功率P’等于多少?

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0。在拉力F作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：

    (1)从t＝0到t＝时间内电阻R产生的热量．
    (2)从t＝0到t＝时间内拉力F所做的功．

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    （1）螺线管中产生的感应电动势的大小
    （2）闭合S，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率
    （3）S断开后，流经R2的电量

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