模型21 单杆切割模型7 -1公开课.docx

【变式训练7 (2018广西十校联考)如下图,足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L导轨平面与水 平面的夹角为火导轨电阻不计，磁感应强度为8的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L的金属棒帅垂直PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为牝电阻为R,两金属导轨的上端连接右侧电路，电路 中R2为一电阻箱，灯泡的电阻Rl=3R不变，定值电阻R产R,调节电阻箱使R2=6R,重力加速度为g,闭合开关 ，现将金属棒由静止释放。求金属棒下滑的最大速度外的大小。假设金属棒下滑距离为x时速度恰好到达最大，求金属棒由静止开始下滑x的过程中流过的电荷量和生产生的焦耳热Qio改变电阻箱R2的值，求R2为何值时，金属棒匀速下滑过程中R2消耗的电功率最大。块安、 84mgRsina sBLx 1. 2m3g2R2sin2a .【答案】(1) B2L2 (2)- -mgxsma西一 (3)R2=3R【解析】(1)当金属棒受力平衡时速度最大，有mgsna=F 安,F 安二BILJ二四生R总R总=4(联立解得外=喘空。平均感应电动势e号二等，平均感应电流i磊得通过&的电荷量q=4R由动能定理有Wg-W/WG=mgxsira,W 安二Q解得 Q=mgxsna解得 Q=mgxsna8m3g22$也2aB4L4故 Ch=Q=mgxs nama o设金属棒匀速下滑时通过R2的电流大小为匕那么P2=I22R2(mgsinanr) =K2T9R2 (mgsina,k22当&=3,即R2=3R时质2消耗的功率最大。