Question

【題目】如圖所示，導(dǎo)體框架的平行導(dǎo)軌（足夠長(zhǎng)）間 距d=lm，框架平面與水平面夾角θ=37°，框架的電阻不計(jì)，電阻R1=0.4Ω．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直框架平面向上，且B=0.2T，光滑導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=0.2kg，電阻R=0.1Ω，水平跨在導(dǎo)軌上，由靜止釋放，g取 10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）ab棒下滑的最大速度；
（2）ab棒以最大速度下滑時(shí)的電熱功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：棒在下滑過程中，當(dāng)速度最大時(shí)受力平衡，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得：

mgsinα=BId，

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律可得：

I= ，

聯(lián)立解得：v=15m/s；

答：ab棒下滑的最大速度為15m/s；

（2）解：ab棒以最大速度下滑時(shí)電路的電流強(qiáng)度為：

I= = =6A

ab棒的電熱功率為：

P=I2R=62×0.1W=3.6W．

答：ab棒以最大速度下滑時(shí)的電熱功率3.6W．

【解析】（1）棒在下滑過程中，當(dāng)速度最大時(shí)受力平衡，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件來求解；（2）根據(jù)電功率的計(jì)算公式P=I2R來計(jì)算ab棒的電熱功率．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了電功率和電功和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，電荷的電勢(shì)能減少，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計(jì)算電功普遍適用的公式. ? 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計(jì)算電功率普遍適用的公式；電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無(wú)感應(yīng)電流才能正確解答此題．