精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長的平行光滑導軌，兩導軌間距為L，導軌平面與水平面的夾角為θ，兩導軌間垂直于導軌平面有斜向上的勻強磁場，磁感應強度為B，導軌MP端連有一阻值為R的電阻，其余電阻不計．若將一垂直于導軌，質(zhì)量為M的金屬棒CD在距NQ端為S處由靜止釋放，則CD棒滑至底端前，會經(jīng)歷加速運動和勻速運動兩個階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把CD棒從NQ由靜止開始推至距NQ端為S處，撤去恒力F，棒CD最后又回到NQ端．
求CD棒自NQ出發(fā)至又回到NQ端的整個過程中，有多少電能通過電阻R轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？
分析：因?qū)к墴o摩擦，將CD從NQ推至S高出，然后又回到出發(fā)點，在這過程中拉力的功轉(zhuǎn)化為R上的內(nèi)能和棒的動能；勻速下滑時，重力的功率與電功率相等．
解答：解：因?qū)к墴o摩擦，將CD從NQ推至S高出，然后又回到出發(fā)點，在這過程中由功能關系：
FS=Q+
1
2
m
v
2
m

其中Q是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電能，為下滑最后階段勻速運動的速度．
勻速下滑時，重力的功率與電功率相等，即：mgsinθ?vm=
(BLvm)2
R

聯(lián)立以上兩個公式解得：Q=FS-
m3g2R2sin2θ
2B4L4

答：有Q=FS-
m3g2R2sin2θ
2B4L4
電能通過電阻R轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．
點評：該題重點考查電磁感應中的能量守恒，所以要注意內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向和轉(zhuǎn)化關系，屬于中檔題目．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?開封模擬）如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行導軌，間距L=O.5m，導軌平面與水平面 間的夾角6=37°，NQ丄MN，NQ間連接有一個R=3Ω的電阻．有一勻強磁場垂直于 導軌平面，磁感應強度為B=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒放置在導軌上，金屬棒的電阻r=2Ω，其余部分電阻不計．現(xiàn)從ab由靜止釋放金屬棒，ab緊靠NQ，金屬棒沿導軌向下運動過程中始 終與NQ平行．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變，cd到ab的距 離為S=2m．（g取=10m/s2）
（1）金屬棒到達cd處的速度是多大？
（2）在金屬棒從ab運動到cd的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，MN、PQ為間距L=0.5m且足夠長的平行導軌，NQ⊥MN，導軌  平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接一個R=4Ω的電阻．一勻強磁場垂直于導軌平面，磁感應強度B=1T．將一根質(zhì)量m=0.05kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，緊靠NQ放置在導軌上，且與導軌接觸良好，導軌的電阻不計．現(xiàn)靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與NQ平行．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，當金屬棒滑行至cd處時已經(jīng)達到穩(wěn)定速度，cd離NQ的距離s=0.2m．g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8． 問：
（1）當金屬棒滑行至cd處時回路中的電流多大？
（2）金屬棒達到的穩(wěn)定速度多大？
（3）若將金屬棒滑行至以處的時刻記作t=0，從此時刻起，讓磁場的磁感應強度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應電流，則t=1s時磁感應強度多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ是兩條在水平面內(nèi)、平行放置的光滑金屬導軌，導軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與阻值為R=0.5Ω的電阻組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1：n2=2，導軌寬度為L=0.5m．質(zhì)量為m=1kg的導體棒ab垂直MN、PQ放在導軌上，在水平外力作用下，從t=0時刻開始往復運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v=2sin
π
2
t，已知垂直軌道平面的勻強磁場的磁感應強度為B=1T，導軌、導體棒、導線和線圈的電阻均不計，電流表為理想交流電表，導體棒始終在磁場中運動．則下列說法中正確的是（　�。�
A、在t=1s時刻電流表的示數(shù)為
1
2
2
A
B、導體棒兩端的最大電壓為1V
C、單位時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J
D、從t=0至t=3s的時間內(nèi)水平外力所做的功為0.75J

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ為足夠長的平行金屬導軌，間距L=0.50m，導軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一個電阻R=5.0Ω，勻強磁場垂直于導軌平面向上，磁感應強度B=1.0T．將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導軌的ab位置，金屬棒的電阻為r=1.0Ω，導軌的電阻不計．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導軌向下運動過程中始終與導軌垂直，且與導軌接觸良好．已知金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.50，當金屬棒滑行至cd處時速度大小開始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒達到cd處的感應電流大小；
（2）金屬棒從ab運動到cd的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN和PQ式固定在水平面內(nèi)間距L=0.02m的平行金屬軌道，軌道的電阻忽略不計，金屬桿ab垂直放置在軌道上．兩軌道間連接有阻值為R0=1.50Ω的電阻，ab桿的電阻R=0.50Ω，ab桿與軌道接觸良好并不計摩擦，整個裝置放置在磁感應強度為B=0.50T的勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向下．對ab桿施加一水平向右的拉力，使之以v=5.0m/s的速度在金屬軌道上向右勻速運動．求：
（1）通過電阻R0的電流；
（2）對ab桿施加的水平向右的拉力的大��；
（3）ab桿兩端的電勢差．

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