精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ是兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌，兩導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為θ，兩導(dǎo)軌間垂直于導(dǎo)軌平面有斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌MP端連有一阻值為R的電阻，其余電阻不計(jì)．若將一垂直于導(dǎo)軌，質(zhì)量為M的金屬棒CD在距NQ端為S處由靜止釋放，則CD棒滑至底端前，會(huì)經(jīng)歷加速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段．今用大小為F，方向沿斜面向上的恒力把CD棒從NQ由靜止開(kāi)始推至距NQ端為S處，撤去恒力F，棒CD最后又回到NQ端．
求CD棒自NQ出發(fā)至又回到NQ端的整個(gè)過(guò)程中，有多少電能通過(guò)電阻R轉(zhuǎn)化成內(nèi)能？
分析：因?qū)к墴o(wú)摩擦，將CD從NQ推至S高出，然后又回到出發(fā)點(diǎn)，在這過(guò)程中拉力的功轉(zhuǎn)化為R上的內(nèi)能和棒的動(dòng)能；勻速下滑時(shí)，重力的功率與電功率相等．
解答：解：因?qū)к墴o(wú)摩擦，將CD從NQ推至S高出，然后又回到出發(fā)點(diǎn)，在這過(guò)程中由功能關(guān)系：
FS=Q+
1
2
m
v
2
m

其中Q是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電能，為下滑最后階段勻速運(yùn)動(dòng)的速度．
勻速下滑時(shí)，重力的功率與電功率相等，即：mgsinθ?vm=
(BLvm)2
R

聯(lián)立以上兩個(gè)公式解得：Q=FS-
m3g2R2sin2θ
2B4L4

答：有Q=FS-
m3g2R2sin2θ
2B4L4
電能通過(guò)電阻R轉(zhuǎn)化成內(nèi)能．
點(diǎn)評(píng)：該題重點(diǎn)考查電磁感應(yīng)中的能量守恒，所以要注意內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向和轉(zhuǎn)化關(guān)系，屬于中檔題目．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?開(kāi)封模擬）如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，間距L=O.5m，導(dǎo)軌平面與水平面 間的夾角6=37°，NQ丄MN，NQ間連接有一個(gè)R=3Ω的電阻．有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于 導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T．將一根質(zhì)量為m=0.05kg的金屬棒放置在導(dǎo)軌上，金屬棒的電阻r=2Ω，其余部分電阻不計(jì)．現(xiàn)從ab由靜止釋放金屬棒，ab緊靠NQ，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始 終與NQ平行．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒滑行至cd處時(shí)速度大小開(kāi)始保持不變，cd到ab的距 離為S=2m．（g取=10m/s2）
（1）金屬棒到達(dá)cd處的速度是多大？
（2）在金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到cd的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，MN、PQ為間距L=0.5m且足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，NQ⊥MN，導(dǎo)軌  平面與水平面間的夾角θ=37°，NQ間連接一個(gè)R=4Ω的電阻．一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．將一根質(zhì)量m=0.05kg、電阻r=1Ω的金屬棒ab，緊靠NQ放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．現(xiàn)靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與NQ平行．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度，cd離NQ的距離s=0.2m．g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8． 問(wèn)：
（1）當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)回路中的電流多大？
（2）金屬棒達(dá)到的穩(wěn)定速度多大？
（3）若將金屬棒滑行至以處的時(shí)刻記作t=0，從此時(shí)刻起，讓磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸減小，可使金屬棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則t=1s時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ是兩條在水平面內(nèi)、平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的右端接理想變壓器的原線(xiàn)圈，變壓器的副線(xiàn)圈與阻值為R=0.5Ω的電阻組成閉合回路，變壓器的原副線(xiàn)圈匝數(shù)之比n1：n2=2，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)=0.5m．質(zhì)量為m=1kg的導(dǎo)體棒ab垂直MN、PQ放在導(dǎo)軌上，在水平外力作用下，從t=0時(shí)刻開(kāi)始往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律是v=2sin
π
2
t，已知垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、導(dǎo)線(xiàn)和線(xiàn)圈的電阻均不計(jì)，電流表為理想交流電表，導(dǎo)體棒始終在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A、在t=1s時(shí)刻電流表的示數(shù)為
1
2
2
A
B、導(dǎo)體棒兩端的最大電壓為1V
C、單位時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J
D、從t=0至t=3s的時(shí)間內(nèi)水平外力所做的功為0.75J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，間距L=0.50m，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角θ=37°，N、Q間連接一個(gè)電阻R=5.0Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T．將一根質(zhì)量m=0.050kg的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置，金屬棒的電阻為r=1.0Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好．已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50，當(dāng)金屬棒滑行至cd處時(shí)速度大小開(kāi)始保持不變，位置cd與ab之間的距離s=2.0m．已知g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求：
（1）金屬棒達(dá)到cd處的感應(yīng)電流大��；
（2）金屬棒從ab運(yùn)動(dòng)到cd的過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，MN和PQ式固定在水平面內(nèi)間距L=0.02m的平行金屬軌道，軌道的電阻忽略不計(jì)，金屬桿ab垂直放置在軌道上．兩軌道間連接有阻值為R0=1.50Ω的電阻，ab桿的電阻R=0.50Ω，ab桿與軌道接觸良好并不計(jì)摩擦，整個(gè)裝置放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道平面向下．對(duì)ab桿施加一水平向右的拉力，使之以v=5.0m/s的速度在金屬軌道上向右勻速運(yùn)動(dòng)．求：
（1）通過(guò)電阻R0的電流；
（2）對(duì)ab桿施加的水平向右的拉力的大小；
（3）ab桿兩端的電勢(shì)差．

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