如圖所示，電源的電動勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.5Ω，AB=0.5m，AB電阻R=0.1Ω。固定框架的電阻不計。磁感應強度為0.5T。S閉合前AB靜止。金屬框?qū)?i>AB的滑動摩擦力為0.25N。

(1)電鍵S閉合后，當AB的速度達到穩(wěn)定時，電路中的電流多大？
(2)AB的最大速度多大？
(3)當AB速度達最大后，電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？通過計算驗證，能的轉(zhuǎn)化是否符合守恒定律？
(1) 1A (2)3.6m/s(3) 能的轉(zhuǎn)化符合守恒定律

試題分析：(1)對AB，受力分析如圖，當AB所受合外力為零時，AB速度達到穩(wěn)定且最大。
此時f=F=BIL      ①(1分)
I==1A   ②(2分)

(2)設AB最大速度為V，此時AB切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為E'，
依法拉第電磁感應定律得：E'="BLV"       ③ (1分)
依全電路歐姆定律得：I=      ④  (1分)
由③④得:V=  ⑤(2分)
(3)導體AB速度達最大后，電源消耗的電能轉(zhuǎn)化為回路的電熱和AB與金屬框摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。          ⑥   (1分)
電源消耗的功率：
P=IE=1×1.5W=1.5W           ⑦    (1分)
回路產(chǎn)生的熱功率：
P熱="I2(R+r)=12×(0.1+0.5)W=0.6W"      ⑧    (1分)
AB克服摩擦力做功的功率：
P'=fV=0.25×3.6W=0.9W           ⑨(1分)
由⑦⑧⑨可知，P= P熱+P'。
可見，能的轉(zhuǎn)化符合守恒定律            ⑩(1分)
點評：做此類型的關(guān)鍵是對導體棒運動分析，根據(jù)閉合回路歐姆定律分析解題
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（12分）如圖所示，在勻強磁場中有一個“n”形導線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知勻強磁場的磁感應強度B＝ T(磁場無限大)，線框的CD邊長為l1＝20 cm，CE、DF邊長均為l2＝10 cm，線圈電阻r＝1 Ω，轉(zhuǎn)速為50 r/s. 外電路電阻R＝4 Ω，若從圖示位置開始計時，

(1)轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值；
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°角時的瞬時感應電動勢；
(3)交流電壓表的示數(shù)；
(4)周期內(nèi)通過R的電荷量為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一矩形線圈abcd位于一隨時間變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面向里(如圖甲所示)，磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖4乙所示．以I表示線圈中的感應電流(圖甲中線圈上箭頭方向為電流的正方向)，則圖4丙中能正確表示線圈中電流I隨時間t變化規(guī)律的是(　　)

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，導體框內(nèi)有一垂直于框架平面的勻強磁場，磁感應強度B為0.12T，框架中的電阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，其余部分電阻均不計，導體棒AB在磁場中的長度為0.5m，當AB以10m/s速度勻速沿著導體框移動時，試求：

（1）通過R2上的電流I2多大？
（2）保持棒AB勻速運動所需外力F多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，n=10匝的邊長為10cm的正方形線圈abcd繞對稱軸OO/在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，已知轉(zhuǎn)動角速度ω=20rad/s，磁感應強度B=10T，外電阻R=6Ω，線圈的電阻r=4Ω。圖示位置線圈平面與磁感線平行。求：
(1)從如圖位置開始計時，寫出感應電流的瞬時表達式；
(2)交流電壓表的示數(shù)；
(3)從如圖位置開始，轉(zhuǎn)過90°的過程中通過線圈某橫截面的電量。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖甲所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置，間距d=0．5m，導軌左端通過導線與阻值為2Ω的電阻R連接，右端通過導線與阻值為4Ω的小燈泡L連接。在矩形區(qū)域CDFE內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長為2m，CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，在t=0時，一阻值為2Ω的金屬棒在水平恒力F作用下由靜止開始從AB位置沿導軌向右運動，在金屬棒從AB位置運動到EF位置的過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化，求：

（1）通過小燈泡的電流大小  
（2）恒力F的大小  
（3）4s末金屬棒的速度大小   
（4）金屬棒的質(zhì)量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，平行導軌間的距離為d，一端跨接一個電阻R，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直于平行金屬導軌所在的平面．一根足夠長的金屬棒水平放在導軌上．金屬棒的電阻為r，導軌的電阻不計，當金屬棒沿垂直于棒的方向滑行時，通過電阻R的電流為(　　)
A．B．
C．電流方向a→R→b D．電流方向b→R→a

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，導線框abcd固定在豎直平面內(nèi)，bc段的電阻為R，其它電阻均可忽略。ef是一電阻可忽略的水平放置的導電桿，桿長為l，質(zhì)量為m，桿的兩端分別與ab 和cd保持良好接觸，又能沿它們無摩擦地滑動。整個裝置放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與框面垂直�，F(xiàn)用一恒力F豎直向上拉ef，當ef勻速上升時，其速度的大小為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，長直導線右側(cè)的矩形線框abcd與直導線位于同一平面，當長直導線中的電流發(fā)生如圖所示的變化時（圖中所示電流方向為正方向），線框中的感應電流與線框受力情況為
A．t1到t2時間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向為abcda，線框受力向右
B．t1到t2時間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向為abcda，線框受力向左
C．在t2時刻，線框內(nèi)電流的方向為abcda，線框受力向右
D．在t3時刻，線框內(nèi)電流最大，線框受力最大

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