如图所示.在平面内有一扇形金属框.其半径为.边与轴重合.边与轴重合.且为坐标原点.边与边的电阻不计.圆弧上单位长度的电阻为.金属杆MN长度为L.放在金属框上.MN与边紧邻.金属杆ac长度的电阻为R0.磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面.现对MN杆施加一个外力.使之以C点为轴顺时针匀速转动.角速度为.求:(1)在MN杆运动过程中.通过杆的电流I与转过的角� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，在

平面内有一扇形金属框

，其半径为

，

边与

轴重合，

边与

轴重合，且

为坐标原点，

边与

边的电阻不计，圆弧

上单位长度的电阻为

。金属杆MN长度为L，放在金属框

上，MN与

边紧邻，金属杆ac长度的电阻为R₀。磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直并充满平面。现对MN杆施加一个外力（图中未画出），使之以C点为轴顺时针匀速转动，角速度为

。求：

（1）在MN杆运动过程中，通过杆的电流I与转过的角度

间的关系；
（2）整个电路消耗电功率的最小值是多少？

(1)

(2)

试题分析：（1）电路中感应电动势

（2分）
设金属杆的电阻为R₀ （2分。能与其他字母区分即可），则电路总电阻

（2分）
杆中电流I与杆转过的角度θ的关系为

（1分）
（2）由于总电阻

，圆弧总长度

是定值，所以，当

时，即

时，总电阻R_总有最大值。（2分）此时，

（1分）此时，电路消耗电功率的最小值是

（2分）
点评：本题由于是半径切割磁感线运动，需要注意杆的等效切割速度，然后根据欧姆定律分析解题，综合性比较强，

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

如图所示，由同种材料制成的单匝正方形闭合导线框abcd位于竖直平面内，其下方有一匀强磁场区域，该区域的上边界水平，并与线框的ab边平行，磁场方向与线框平面垂直。已知磁场的磁感应强度为B，线框边长为L，线框质量为m，电阻为R。线框从磁场上方某高度处，由静止开始下落，恰能匀速进入磁场区域。求：

（1）当ab边刚进入磁场时，线框的速度大小；
（2）线框在进入磁场的过程中，通过导线横截面的电荷量；
（3）分析线框进入磁场过程中的能量转化情况。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图所示，C是一只电容器，先用外力使金属杆ab贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动，到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦，则ab以后的运动情况可能是（）

A．减速运动到停止

B．来回往复运动

C．匀速运动

D．加速运动

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为L＝1 m，上端接有电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方是垂直于导轨平面的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻r＝1 Ω的金属杆ab，从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下落过程中的v－t图象如图乙所示(取g＝10 m/s²)．求：

(1)磁感应强度B的大小．
(2)杆在磁场中下落0.1 s的过程中电阻R产生的热量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图：在竖直面内有两条平行光滑的金属导轨上接有阻值为R的定值电阻,导轨宽为L。质量为m的金属杆与导轨垂直放置且接触良好。整个装置置于水平方向的匀强磁场中。不计导轨和杆的电阻。求: ①求金属杆下落的最大速度; ②金属杆由静止开始下落，经过时间t下落了h，求t时刻杆的速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

如图所示，ab和cd是位于水平面内的平行金属轨道，间距为l，其电阻可忽略不计，ac之间连接一阻值为R的电阻．ef为一垂直于ab和cd的金属杆，它与ad和cd接触良好并可沿轨道方向无摩擦地滑动．电阻可忽略．整个装置处在匀强磁场中，磁场方向垂直于图中纸面向里，磁感应强度为B，当施外力使杆ef以速度v向右匀速运动时，杆ef所受的安培力为(　　)