Question

【题目】如图所示，导体框架的平行导轨（足够长）间 距d=lm，框架平面与水平面夹角θ=37°，框架的电阻不计，电阻R1=0.4Ω．匀强磁场方向垂直框架平面向上，且B=0.2T，光滑导体棒的质量m=0.2kg，电阻R=0.1Ω，水平跨在导轨上，由静止释放，g取 10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）ab棒下滑的最大速度；
（2）ab棒以最大速度下滑时的电热功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：棒在下滑过程中，当速度最大时受力平衡，根据共点力的平衡条件可得：

mgsinα=BId，

根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律可得：

I= ，

联立解得：v=15m/s；

答：ab棒下滑的最大速度为15m/s；

（2）解：ab棒以最大速度下滑时电路的电流强度为：

I= = =6A

ab棒的电热功率为：

P=I2R=62×0.1W=3.6W．

答：ab棒以最大速度下滑时的电热功率3.6W．

【解析】（1）棒在下滑过程中，当速度最大时受力平衡，根据共点力的平衡条件来求解；（2）根据电功率的计算公式P=I2R来计算ab棒的电热功率．
【考点精析】本题主要考查了电功率和电功和电磁感应现象的相关知识点，需要掌握电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功，电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt，这是计算电功普遍适用的公式. ? 单位时间内电流做的功叫电功率，P=W/t=UI，这是计算电功率普遍适用的公式；电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流才能正确解答此题．