题目

宽L=0.75m的导轨固定，导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=0.4T的匀强磁场。虚线框I、II中有定值电阻R0和最大阻值为20Ω的滑动变阻器R。一根与导轨等宽的金属杆以恒定速率向右运动，图甲和图乙分别为变阻器全部接入和一半接入时沿abcda方向电势变化的图像。求： （1） 匀强磁场的方向； （2） 分析并说明定值电阻R0在I还是II中，并且R0大小为多少； （3） 金属杆运动时的速率； （4） 滑动变阻器阻值为多少时变阻器的功率最大？并求出该最大功率Pm。 答案： 解：a点电势高，即导体棒上端电势高，根据右手定则可判断，磁场垂直纸面向里 解：滑动变阻器接入阻值减小时，Uab变大，根据串联电路分压特点，说明I中的阻值分到的电压增多，I中为定值电阻。金属棒的电阻不计Uad=E=φ0滑动变阻器两种情况下φ0R0+R×R=1.2φ0R0+12R×12R=1联立方程得R0＝5Ω，φ0＝1.5V 解：导体棒切割磁感线E＝BLv=φ0=1.5V得v＝5m/s 解：将定值电阻与金属棒看成一个等效电源，得当Rx＝5Ω时滑动变阻器消耗的功率最大P=E24R0=φ024R0=0.1125W

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