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如圖所示，兩足夠長平行光滑的金屬導軌MN、PQ相距為L，導軌平面與水平面夾角α=30°，導軌電阻不計．磁感應強度為B的勻強磁場垂直導軌平面向上，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌電接觸良好，金屬棒的質量為m、電阻為R．兩金屬導軌的上端連接右端電路，燈泡的電阻R_L=4R，定值電阻R₁=2R，電阻箱電阻調到使R₂=12R，重力加速度為g，現將金屬棒由靜止釋放，試求：
小題1:金屬棒下滑的最大速度為多大？
小題2:R₂為何值時，其消耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？

小題1:

小題2:

小題1:當金屬棒勻速下滑時速度最大，設最大速度為v_m，達到最大時則有
mgsinθ=F_安 F_安＝ILB

其中　　　R_總＝6R 所以 mgsinθ=

解得最大速度　　　

小題2:R₂上消耗的功率　

其中　

又　　

解以上方程組可得

當

時，R₂消耗的功率最大最大功率

練習冊系列答案

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示固定在勻強磁場中的正方形線框abcd，各邊長為L，其中ab段是一段電阻為R的均勻電阻絲，其余三邊均為電阻可忽略的銅線，磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，現有一與ab段的材料、粗細、長度都相同的電阻絲PQ架在導線框上，以恒定的速度v從ad滑向bc，當PQ滑到何處時，通過PQ的電流最小？為多少？方向如何？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

圖1是一臺發電機定子中的磁場分布圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的磁場，磁感強度B＝0.050T
圖2是該發電機轉子的示意圖(虛線表示定子的鐵芯M)。矩形線框abcd可繞過ad、cb 邊的中點并與圖1中的鐵芯M共軸的固定轉軸oo′旋轉，在旋轉過程中，線框的ab、cd邊始終處在圖1所示的縫隙內的磁場中。已知ab邊長 l₁＝25.0cm, ad邊長 l₂＝10.0cm 線框共有N＝8匝導線，放置的角速度

。將發電機的輸出端接入圖中的裝置K后，裝置K能使交流電變成直流電，而不改變其電壓的大小。直流電的另一個輸出端與一可變電阻R相連，可變電阻的另一端P是直流電的正極，直流電的另一個輸出端Q是它的負極。
圖3是可用于測量阿伏加德羅常數的裝置示意圖，其中A、B是兩塊純銅片，插在CuSO₄稀溶液中，銅片與引出導線相連，引出端分別為x、 y。
現把直流電的正、負極與兩銅片的引線端相連，調節R，使CuSO₄溶液中產生I＝0.21A的電流。假設發電機的內阻可忽略不計，兩銅片間的電阻r是恒定的。
（1）求每匝線圈中的感應電動勢的大小。
（2）求可變電阻R與A、B間電阻r之和。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

把一個矩形線圈從有理想邊界的勻強磁場中勻速拉出（如圖），第一次速度為v₁，第二次速度為v₂且v₂=2v₁，則兩種情況下拉力的功之比W₁/W₂= ，拉力的功率之比P₁/P₂= ，線圈中產生焦耳熱之比Q₁/Q₂= .

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖4-4所示，位于同一水平面內的兩根平行的光滑金屬導軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌所在平面，導軌的一端與一電阻相連；具有一定質量的金屬桿ab放在導軌上并與導軌垂直.現有一平行于導軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開始向右運動.桿和導軌的電阻、感應電流產生的磁場均可不計.用E表示回路中的感應電動勢，i表示回路中的感應電流，在i隨時間增大的過程中，電阻消耗的功率等于（）