题目内容

【题目】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,上端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度为B.有一质量为m、电阻为2R的金属棒MN与导轨垂直,以某一初速沿导轨向上运动,金属棒和导轨接触良好,上升的最大高度为h,在此过程中阻值为R的电阻上产生

的焦耳热为Q,求:在金属棒运动过程中整个回路的最大热功率.

【答案】

【解析】本题考查电磁感应中的能量问题,需运用功能关系,动生电动势、功率等知识。

电阻R与电阻为2R的金属棒中电流相等,当阻值为R的电阻上产生的焦耳热为Q时,电路中产生的总焦耳热是3Q。

设金属棒的初速为据功能关系得解得

当金属棒速度为时,整个回路的热功率最大,此时感应电动势最大热功率解得:

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