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    精英家教网如图所示，宽度为L=0.50m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=2.0Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2.0T．一根质量为m=0.1kg，电阻为r=1.0Ω的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好，导轨的电阻忽略不计．现用一平行于导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v=3.0m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直．求：
    （1）指出MN上哪点电势最高，MN两端的电压；
    （2）作用在导体棒上的拉力的功率；
    （3）当导体棒移动2.0m时撤去拉力，求整个运动过程中电阻R上产生的热量．
    分析：（1）根据右手定则可以判断出导体棒切割电动势的方向为逆时针方向，而导体棒相当于电源所以M点电势高；  
    （2）根据安培力公式和拉力平衡可知解出此时的拉力，根据功率公式求解拉力的功率．
    （3）由功能关系求解热量．
    解答：解：（1）根据右手定则可以判断出导体棒切割电动势的方向为逆时针方向，而导体棒相当于电源所以M点电势高；
    由楞次定律：E=BLv=3v
    MN两端的电压等于电路的路端电压，即：UMN=
    R
    R+r
    E=2v
    （2）整个回路的电流：I=
    E
    R+r
    =1A
    则金属棒前进过程受到向左的安培力：F安=BIL=1N
    由于金属棒匀速前进所以向右的拉力等于向左的安培力，
    所以拉力的功率：P=Fv=3W
    （3）由于金属棒匀速前进2m过程中，向左的安培力大小等于向右的拉力大小，所以拉力所做的功等于克服安培力所做的功，即拉力所做的功等于整个运动过程中电阻（R+r）上产生的热量．
    所以：Q总1=Fx=2J
    撤去拉力后根据能量守恒可知金属棒的动能全部转化为动能：Q总2=
    1
    2
    mv2=0.45J
    则整个运动过程中电阻R上产生的热量：Q=
    R
    R+r
    （Q总1+Q总2）=1.63J
    答：（1）M点电势最高，两段电压为2V；
     （2）作用在导体棒上的拉力的功率3W；
     （3）整个运动过程中电阻R上产生的热量1.63J．
    点评：在电磁感应现象中电路中产生的热量等于外力克服安培力所做的功；在解题时要注意欧姆定律的综合题目，要熟练掌握各规律的应用．
    练习册系列答案
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    （1）在闭合回路中产生感应电流的大小I；
    （2）作用在导体棒上拉力的大小F；
    （3）当导体棒移动50cm时撤去拉力，求整个过程中电阻R上产生的热量Q．

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    如图所示，宽度为L=0.5m的足够长的平行金属导轨MN、PQ的电阻不计，垂直导轨水平放置一质量为m=0.5kg、电阻为R=4Ω的金属杆CD，导轨上端跨接一个阻值RL=4Ω的灯泡，整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中，导轨平面与水平面之间的夹角为θ=60°，金属杆由静止开始下滑，且始终与导轨垂直并良好接触，动摩擦因数为μ=
    		3
    2
    ，下滑过程中当重力的最大功率P=12W时灯泡刚好正常发光（g=10m/s2）．求：
    （1）磁感应强度B的大小；
    （2）灯泡的额定功率PL；
    （3）金属杆达到最大速度一半时的加速度大小．

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    （2010?济南一模）如图所示，宽度为L=0.20m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨的一端连接阻值为R=0.9Ω的电阻．导轨cd段右侧空间存在垂直桌面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T．一根质量为m=10g，电阻r=0.1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上并与导轨接触良好．现用一平行于导轨的轻质细线将导体棒ab与一钩码相连，将重物从图示位置由静止释放．当导体棒ab到达cd时，钩码距地面的高度为h=0.3m．已知导体棒ab进入磁场时恰做v=10m/s的匀速直线运动，导轨电阻可忽略不计，取g=10m/s2．求：
    （1）导体棒ab在磁场中匀速运动时，闭合回路中产生的感应电流的大小
    （2）挂在细线上的钩码的重力大小
    （3）求导体棒ab在磁场中运动的整个过程中电阻R上产生的热量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一特殊的电子元件，如果将其作用等效成一个电阻，则其阻值与其两端所加的电压成正比，即等效电阻R=kU，式中k为恒量．框架上有一质量为m的金属棒水平放置，金属棒与框架接触良好无摩擦，离地高为h，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直．将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动．不计金属棒电阻，问：
    （1）金属棒运动过程中，流过棒的电流多大？方向如何？
    （2）金属棒经过多长时间落到地面？
    （3）金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大？

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    （2012?盐城三模）如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一个电子元件，其阻值与其两端所加的电压成正比，即R=kU，式中k为常数．框架上有一质量为m，离地高为h的金属棒，金属棒与框架始终接触良好无摩擦，且保持水平．磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于框架平面向里．将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动，不计金属棒电阻．重力加速度为g．求：
    （1）金属棒运动过程中，流过棒的电流的大小和方向；
    （2）金属棒落到地面时的速度大小；
    （3）金属棒从释放到落地过程中通过电子元件的电量．

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