◎ 题目

如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=0.4Ω，水平放置的导体棒ab的电阻R=1.5Ω，两端始终与导轨接触良好，且能沿导轨无摩擦滑动，与导轨下端相连的电阻R1=1.0Ω，电路中其它电阻不计．当单刀双掷开关S与1接通时，导体棒刚好保持静止状态，求： （1）磁场的方向； （2）S与1接通时，导体棒的发热功率； （3）当开关S与2接通后，导体棒ab在运动过程中，单位时间（1s）内扫过的最大面积．

◎ 答案

（1）由于导体棒处于平衡状态，可知安培力沿斜面向上，由左手定则可得磁场的方向垂直斜面向下． （2）当S与1接通时 I总= E R总 = E r+ RR1 R+R1 = 4.5 0.4+0.6 A=4.5A 导体棒上的电流I= R1 R+R1 I总= 1 1.5+1 ×4.5A=1.8A 导体棒的发热功率P=I2R=1.82×1.5W=4.86W （3）S与1接通时，导体棒平衡有： F安-mgsinα=0 BIL-mgsinα=0 S与2接通后，导体棒切割磁感线产生电流，最后匀速运动单位时间内扫过面积最大 匀速运动时F安′-mgsinα=0 I′= BLv R 得单位时间扫过最大面积为 S=Lv= I′R B = mgRsinα B2L = BILR B2L = IR B = 1.8×1.5 0.8 m2=3.375m2≈3.4m2． 答：（1）磁场的方向垂直斜面向下． （2）S与1接通时，导体棒的发热功率为4.86W． （3）单位时间（1s）内扫过的最大面积为3.4m2．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“如图所示，两条平行的金属导轨MP、NQ与水平面夹角为α，设导轨足够长．导轨处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B=0.80T，与导轨上端相连的电源电动势E=4.5V，内阻r=…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。