(12分)如圖所示，在與水平面成θ角的矩形框范圍內(nèi)有垂直于框架的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，框架的ad邊和bc邊電阻不計，而ab邊和cd邊電阻均為R，長度均為L，有一質(zhì)量為m、電阻為2R的金棒MN，無摩擦地沖上框架，上升最大高度為h，在此過程中ab邊產(chǎn)生的熱量為Q，求在金屬棒運動過程中整個電路的最大熱功率Pmax。

棒MN沿框架向上運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，相當于電源；ab和cd相當于兩個外電阻并聯(lián)。根據(jù)題意可知，ab和cd中的電流相同，MN中的電流是ab中電流的2倍。由焦耳定律知，當ab邊產(chǎn)生的熱量為Q時，cd邊產(chǎn)生的熱量也為Q，MN產(chǎn)生的熱量則為8Q。金屬棒MN沿框架向上運動過程中，能量轉(zhuǎn)化情況是：MN的動能轉(zhuǎn)化為MN的勢能和電流通過MN、ab、cd時產(chǎn)生的熱量。

設(shè)MN的初速度為，由能量守恒得，即

而MN在以速度v上滑時，產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢

所以，整個電路的瞬時熱功率為

可見，當MN的運動速度v為最大速度時，整個電路的瞬時熱功率P為最大值，即

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（滿分12分）如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一特殊的電子元件，如果將其作用等效成一個電阻，則其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即等效電阻，式中k為恒量。框架上有一質(zhì)量為m的金屬棒水平放置，金屬棒與光滑框架接觸良好，離地高為h，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與框架平面垂直。將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動。其它電阻不計，問：

（1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流多大？方向如何？

（2）金屬棒經(jīng)過多長時間落到地面？

（3）金屬棒從釋放到落地過程中在電子元件上消耗的電能多大？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2009~2010學(xué)年ZDB三校高二第二學(xué)期期中考試物理 題型：計算題

（滿分12分）如圖所示，寬度為L的金屬框架豎直固定在絕緣地面上，框架的上端接有一特殊的電子元件，如果將其作用等效成一個電阻，則其阻值與其兩端所加的電壓成正比，即等效電阻，式中k為恒量�？蚣苌嫌幸毁|(zhì)量為m的金屬棒水平放置，金屬棒與光滑框架接觸良好，離地高為h，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與框架平面垂直。將金屬棒由靜止釋放，棒沿框架向下運動。其它電阻不計，問：
（1）金屬棒運動過程中，流過棒的電流多大？方向如何？
（2）金屬棒經(jīng)過多長時間落到地面？
（3）金屬棒從釋放到落地過程中在電子元件上消耗的電能多大？

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科目：高中物理 來源：2013屆湖南省瀏陽市高二下學(xué)期期末考試理科物理試卷（解析版） 題型：計算題

 (12分）如圖所示，質(zhì)量為m＝10－8 kg的帶電粒子以v0＝2 m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場，已知板長L＝20 cm，板間距離d＝4 cm，當A、B間加電壓UAB＝103 V時，帶電粒子恰好沿直線穿過電場(設(shè)此時A板電勢高)．求：

(1)帶電粒子的電性和所帶電荷量；

(2)A、B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出？

 

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科目：高中物理 來源：2014屆重慶市高二第一次月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

12分）如圖所示，abcd是一個正方形盒子．cd邊的中點有一個小孔e．盒子中有沿ad方向的勻強電場．一個質(zhì)量為m帶電粒子從a處的小孔沿ab方向以初速度v0射入盒內(nèi)，并恰好從e處的小孔射出．求：

⑴該帶電粒子從e孔射出時的速度大�。�

⑵該過程中電場力對該帶電粒子做的功．

 

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科目：高中物理 來源：2013屆廣東省廣州市高二上學(xué)期期中考試物理卷 題型：選擇題

（本題12分）如圖所示電路，，S斷開時，電壓表示數(shù)為16V，S閉合時，電壓表示數(shù)為10V，若電壓表可視為理想的，則電源電動勢和內(nèi)電阻為多少？

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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