Question

如图所示，两根足够长的光滑金属导轨，相距为L=10cm，竖直放置，导轨上端连接着电阻R1=1Ω，质量为m=0.01kg、电阻为R2=0.2Ω的金属杆ab与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计．整个装置处于与导轨平面垂直的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中．ab杆由静止释放，经过一段时间后达到最大速率，g取10m/s2，求此时：

（1）杆的最大速率；

（2）ab间的电压；

（3）电阻R1消耗的电功率．

Answer 1

考点：

导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电磁感应中的能量转化．.
专题：	电磁感应——功能问题．
分析：	（1）金属棒在重力作用下，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，速度达到最大，然后做匀速直线运动，根据金属棒所受的拉力等于安培力，求出最大速度． （2）根据欧姆定律求出ab间的电压． （3）根据电功率公式求解．
解答：	解：（1）当金属棒匀速运动时速度最大，设最大速度为v，达到最大时则有F=F安 即有：mg=BIL 又： E=BLv 解以上三式得：v=12m/s （2）E=BLv=1×0.1×12=1.2V I===1A Uab=IR1=1V （3）电阻R1消耗的电功率 P1=I2R1=12×1=1W； 答：（1）杆的速率是12m/s； （2）ab间的电压是1.2V； （3）电阻R1消耗的电功率是1W．
点评：	解决本题关键通过受力判断出金属棒的运动情况，知道当金属棒加速度为零时，速度最大．以及会根据电功率公式求解．