(2006•安徽模拟)如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距L,导轨平面与水平面间夹角为θ

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  • 解题思路:金属棒向上运动时做减速运动,产生的感应电流减小,热功率减小,所以刚开始运动时热功率最大.

    根据已知条件,由能量守恒定律求得初速度v0,求出感应电动势的最大值E0=BLv0,由功率公式求出整个回路的最大热功率.

    因金属棒MN的电阻是电阻R的两倍,它们的电流相等,所以金属棒上升过程中产生的焦耳热为2Q.

    设金属棒初速度为v0,对于金属棒上升过程,根据能量守恒定律有:

    [1/2m

    v20]=mgh+3Q…①

    解得:v0=

    2(mgh+3Q)

    m…②

    金属棒开始运动时热功率最大,

    电动势:E0=BLv0…③

    整个回路的最大热功率:Pm=

    E20

    3R…④

    ①②③④联立解得:Pm=

    2B2L2(mgh+3Q)

    3Rm…⑤

    答:在金属棒运动过程中整个回路的最大热功率为

    2B2L2(mgh+3Q)

    3Rm.

    点评:

    本题考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;焦耳定律;法拉第电磁感应定律.

    考点点评: 本题关键要能判断出金属棒刚向上运动时功率最大,再运用能量守恒和功率公式进行求解.

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