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如图,金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度若为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面,一根长金属棒与导体成θ 角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向,以恒定速度v在金属导轨上滑行时,则
(1)通过电阻的电流强度为多少?
(2)电阻R上发热功率为多少?
(3)拉力的机械功率为多少?

【答案】分析:(1)当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时,金属棒切割磁感线,产生感应电动势和感应电流,金属棒有效的切割长度为,求出感应电动势,由闭合电路欧姆定律求出电流.
(2)根据P=I2r来求出发热功率;
(3)由于导体的匀速运动,则拉力等于安培力,由安培力的功率,从而即可求解.
解答:解:(1)导体棒做切割磁感线运动,导体棒两端产生感应电动势相当于闭合回路的电源,R是外电阻,电源内阻不计,由于导体棒切割磁感线时,B、L、v两两垂直,则
E=Blv
其中,,因此E=
而电流为 
(2)电阻R上的发热功率为电阻R的电功率,所以

(3)导体以恒定速度v运动时,导体棒受拉力F与安培力F作用,且二力平衡,即

 

也可以从能量转化守恒的关系分析,因导体匀速运动,拉力做的机械功全部转化为电能,又全部转化为焦耳热,所以
 
答:(1)通过电阻的电流强度为
(2)电阻R上发热功率为
(3)拉力的机械功率为
点评:本题容易产生的错误是认为金属棒的切割长度为d,感应电动势为E=Bdv,通过R的电流为.同时知道棒匀速运动,所以机械功率等于发热功率.
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2005?闵行区二模)如图,金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度若为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面,一根长金属棒与导体成θ 角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向,以恒定速度v在金属导轨上滑行时,则
(1)通过电阻的电流强度为多少?
(2)电阻R上发热功率为多少?
(3)拉力的机械功率为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面.一根金属棒电阻也为R,与导轨成θ角放置(导轨电阻不计),当金属棒以恒定速度v在金属导轨上滑行时(如图示),通过电阻的电流为___________;电阻R上发热功率为___________;拉力的机械功率为___________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面.一根金属棒电阻也为R,与导轨成θ角放置(导轨电阻不计),当金属棒以恒定速度v在金属导轨上滑行时(如图示),通过电阻的电流为___________;电阻R上发热功率为___________;拉力的机械功率为___________.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图,金属导轨间距为d,一端跨接一个电阻R,匀强磁场的磁感应强度若为B,方向垂直于平行金属导轨所在的平面,一根长金属棒与导体成θ 角放置,金属棒与导轨的电阻不计,当金属棒沿垂直于棒的方向,以恒定速度v在金属导轨上滑行时,则
(1)通过电阻的电流强度为多少?
(2)电阻R上发热功率为多少?
(3)拉力的机械功率为多少?
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