如圖1所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接觸短電阻絲（圖中粗線表示）.R1=4Ω，R2=8Ω（導軌其他部分電阻不計）.導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin（x）（單位m），磁感應強度B=0.2T的勻強磁場，方向垂直于導軌平面.一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好，且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻.求：
（1）外力F的最大值；
（2）金屬棒在導軌上運動時，電阻絲R1的最大功率；
（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流i與時間t的關系.


 金屬棒在磁場中，垂直于磁場方向切割磁感線運動產(chǎn)生感應電動勢，金屬棒相當于電源，R1、R2并聯(lián)于電源兩端，金屬棒勻速運動產(chǎn)生的感應電動勢不變，但對于回路而言，有效的電動勢只相當于回路中電流流過的部分.
（1）由安培力公式  F安=BIL
保持金屬棒做勻速運動所需的外力  F=F安=BIL
顯然金屬棒有電流通過的部分越長其所受外力越大，最大有效長度  ym=2m
最大感應電動勢  Em=Bymv=2V
回路中總電阻  R==Ω
最大外力  Fm=BImLm=Bym=0.3N
（2）當感應電動勢為最大時，R1上消耗功率最大為
Pm==1W
（3）金屬棒中的電流  i=
又x=vt，代入上式可解得  i=


【試題分析】
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2003?上海）如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中
粗線表法），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其它部分電阻不計）．導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(
π3
x)（單位：m）．磁感強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面．一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導思接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻．求：
（1）外力F的最大值；
（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；
（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖12-4-14所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中粗線表法），R1=4 Ω、R2=8 Ω（導軌其他部分電阻不計）.導軌OAC的形狀滿足方程y=2sin(x)(單位：m).磁感應強度B=0.2 T的勻強磁場方向垂直于導軌平面.一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0 m/s 水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻.求：

圖12-4-14

（1）外力F的最大值；

（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；

（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系.

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，OACO為置于水平面內(nèi)的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中粗線表示），R1＝4Ω、R2＝8Ω（導軌其它部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足方程（單位：m）。磁感強度B＝0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v＝5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：（1）外力F的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3所示，OACO為置于垂直紙面向里大小為B=0.2T的勻強磁場中的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其他部分電阻不計）.導軌OAC滿足方程y=2sin（x/ 3）（單位：m）.一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定速度v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的內(nèi)阻.求：（1）外力的最大值；（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流與時間的關系.

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