高考物理专题汇编物理稳恒电流(一)含解析

高考物理专题汇编物理稳恒电流(一)含解析
一、稳恒电流专项训练
1．材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt )，其中α称为电阻温度系数，ρ0是材料在t =0℃时的电阻率．在一定的温度范围内α是与温度无关的常量．金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数．利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻．已知：在0℃时，铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m ，碳的电阻率为3.5×10-5Ω·m ；在0℃附近，铜的电阻温度系数为3．9×10-3℃-1，碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1．将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m 的导体，要求其电阻在0℃附近不随温度变化，求所需碳棒的长度（忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化）． 【答案】3．8×10-3m 【解析】 【分析】 【详解】
设所需碳棒的长度为L 1，电阻率为1ρ，电阻恒温系数为1α；铜棒的长度为2L ，电阻率为
2ρ，电阻恒温系数为2α．根据题意有
1101)l t ρρα=+（①
2202)l t ρρα=+（②
式中1020ρρ、分别为碳和铜在0℃时的电阻率． 设碳棒的电阻为1R ，铜棒的电阻为2R ，有111L R S ρ=③，222L
R S
ρ=④ 式中S 为碳棒与铜棒的横截面积．
碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为
12R R R =+⑤，012L L L =+⑥
式中0 1.0m L = 联立以上各式得：10112022
1210
20L L L L R t S S S
ραραρρ+=++⑦ 要使电阻R 不随温度t 变化，⑦式中t 的系数必须为零．即101120220L L ραρα+=⑧ 联立⑥⑧得：202
10
202101L L ραραρα=
-⑨
代入数据解得：313810m L -=⨯．
⑩ 【点睛】
考点：考查了电阻定律的综合应用
本题分析过程非常复杂，难度较大，关键是对题中的信息能够吃投，比如哦要使电阻R 不随温度t 变化，需要满足的条件
2．环保汽车将为2008年奥运会场馆服务．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量
3310kg m =⨯．当它在水平路面上以v =36km/h 的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流
I =50A ，电压U =300V ．在此行驶状态下 （1）求驱动电机的输入功率P 电；
（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P 机，求汽车所受阻力与车重的比值（g 取10m/s 2）；
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积．结合计算结果，简述你对该设想的思考．
已知太阳辐射的总功率26
0410W P =⨯，太阳到地球的距离
，太阳光传播
到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%．
【答案】（1）3
1.510W P =⨯电
（2）/0.045f mg = （3）2101m S = 【解析】
试题分析：⑴31.510W P IU 电==⨯
⑵0.9P P Fv fv 电机===0.9/f P v =电/0.045f mg =
⑶当太阳光垂直电磁板入射式，所需板面积最小，设其为S ，距太阳中心为r 的球面面积
204πS r =
若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P '，则
00
P S P S '= 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P ， 所以()130%P P =-'
由于15%P P =电，所以电池板的最小面积
()00
130%P S
P S =-
22000
4π101?m 0.70.150.7r P PS S P P ===⨯电
考点：考查非纯电阻电路、电功率的计算
点评：本题难度中等，对于非纯电阻电路欧姆定律不再适用，但消耗电功率依然是UI 的乘积，求解第3问时从能量守恒定律考虑问题是关键，注意太阳的发射功率以球面向外释放
3．能量守恒是自然界基本规律，能量转化通过做功实现。

研究发现，电容器存储的能最表
达式为c E =
21
CU 2
，其中U 为电容器两极板间的电势差.C 为电容器的电容。

现将一电容器、电源和某定值电阻按照如图所示电路进行连接。

已知电源电动势为0E ，电容器电容为
0C ，定值电阻阻值为R ，其他电阻均不计，电容器原来不带电。

现将开关S 闭合，一段时
间后，电路达到稳定状态。

求：在闭合开关到电路稳定的过程中，该电路因电磁辐射、电流的热效应等原因而损失的能量。

【答案】
201
2
CE 【解析】 【详解】
根据电容定义，有C=
Q
U
，其中Q 为电容器储存的电荷量，得：Q=CU 根据题意，电容器储存能量：E C =
12
CU 2 利用电动势为E 0的电源给电容器充电，电容器两极间电压最终为E 0， 所以电容器最终储存的能量为：E 充=
201
2
CE ， 则电容器最终储存的电荷量为：Q=CE 0，
整个过程中消耗消耗能量为：E 放=W 电源=E 0It=E 0Q=C 2
0E 根据能量守恒得：E 损=E 放-E 充=C 2
0E -2012CE =201
2
CE
4．一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数100n =，穿过每匝线圈的磁通量ϕ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻 5.0r =Ω，外电路电阻95R =Ω，已知感应电动势的最大值m m E n ω=Φ，其中m Φ为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路的交流电流表（内阻不计）的读数。

2A
【解析】 【详解】
由图可知磁通量最大值为：
21.010Wb m -Φ=⨯
线圈转动的角速度为：
2
2 3.142rad/s 200rad/s 3.1410T πω-⨯=
==⨯ 代入公式m m E n ω=Φ得：
200V m E =
交流电流的最大值为：
m
m 2A E I R r
=
=+ 交流电流表的读数为：
2A 2
m
I =
=
5．把一只“1.5V ，0.3A ”的小灯泡接到6V 的电源上，为使小灯泡正常发光，需要串联还是并联一个多大电阻？ 【答案】串联一个15Ω的电阻 【解析】 【分析】 【详解】
要使灯泡正常发光则回路中电流为0.3A ，故回路中的总电阻为
6Ω=20Ω0.3
U R I =
=总 灯泡的电阻为
1.5
Ω=5Ω0.3
L L U R I =
= 由于电源电压大于灯泡额定电压，故需要串联一个电阻分压，阻值为
20Ω5Ω15ΩL R R R ==-=总-
6．在图所示的电路中，电源电压U 恒定不变，当S 闭合时R 1消耗的电功率为9W ，当S 断开时R 1消耗的电功率为4W ，求：
（1）电阻R 1与R 2的比值是多大？
（2）S断开时，电阻R2消耗的电功率是多少？
（3）S闭合与断开时，流过电阻R1的电流之比是多少？【答案】2∶1，2W，3∶2
【解析】
【分析】
【详解】
（1）当S闭合时R1消耗的电功率为9W,则：
2
1
19W
U
P
R
==
当S断开时R1消耗的电功率为4W，则：
2
11
12
'()4W
U
P R
R R
=
+
=
解得：
12
:2:1
R R=
(2)S断开时R1和R2串联，根据公式2
P I R
=，功率之比等于阻值之比，所以：
112
2
':':2:1
P P R R
==
又因为1'4W
P=，所以，S断开时，电阻R2消耗的电功率：
2
2
'W
P=
(3)S闭合时：
1
U
I
R
=
S断开时:
12
'
U
R
I
R
+
=
所以：
12
1
2
'
3
R R
I
R
I
+
=
=
7．如图所示，已知R3＝3Ω，理想电压表读数为3v，理想电流表读数为2A，某时刻由于电路中R3发生断路，电流表的读数2．5A，R1上的电压为5v，求：
（1）R1大小、R3发生断路前R2上的电压、及R2阻值各是多少？（R3发生断路时R2上没有
电流）
（2）电源电动势E和内电阻r各是多少？
【答案】（1）1V 1Ω（2）10 V ；2Ω
【解析】
试题分析：（1）R3断开时电表读数分别变为5v和2．5A 可知R1=2欧
R3断开前R1上电压U1=R1I=4V
U1= U2 + U3
所以 U2=1V
U2：U3 = R2：R3 =1:3
R2=1Ω
（2）R3断开前总电流I1=3A
E = U1 + I1r
R3断开后总电流I2=2．5A
E = U2 + I2r
联解方程E= 10 V r=2Ω
考点：闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】
8．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。

（1）电动势在数值上等于非静电力把1C的电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，如图甲所示，如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，写出电动势1E的表达式；
（2）如图乙所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为L。

金属棒MN在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。

已知电子的电荷量为e
a.在金属棒产生电势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，求出这个非静电力产生的电动势2
E的表达式；
b.展开你想象的翅膀，给出一个合理的自由电子的运动模型；在此基础上，求出导线MN 中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f的表达式；
（3）现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。

它的基本原理如图丙所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。

电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电子加速。

上图为侧视图，下图为真空室的俯视图，如果从上向下看，电子沿逆时针方向运动。

已知电子的电荷量为e，电子做圆周运动的轨道半径为r，因电流变化而产生的
磁感应强度随时间的变化率为
B
k
t
∆
=
∆
（k为一定值）。

求电子在圆形轨道中加速一周的过
程中，感生电场对电子所做功W及电子所受非静电力F的大小。

【答案】(1) 1E W
q
=
(2)a.外力充当非静电力，2E BLv =； b .f Bev = (3)2W ke r π=， 2kre
F =
【解析】 【详解】 (1)根据电动势的定义可知：
1E W q
=
(2)a .在金属棒产生电势的过程中外力充当非静电力；由题意可知金属棒在外力和安培力的作用下做匀速直线运动，则：
=F F BIL =安
所以根据电动势的定义有：
2=W Fx BILvt E BLv q q It
=
== b .从微观角度看，导线中的自由电子与金属离子发生了碰撞，可以看做是安全弹性碰撞，碰后自由电子损失动能，损失的动能转化为焦耳热。

从整体上看，可以视为金属离子对自由电子整体运动的平均阻力导致自由电子动能的的损失。

设导线MN 的横截面积为S ，单位体积内的自由电子数为n ，自由电子沿导线长度方向运动的平均速度为v e ，则导线MN 内的自由电子总数为：
N nSL =
导线中的电流为：
e I neSv =
在极短时间∆t 内，导线内所有自由电子克服金属离子做功导致自由电子的动能损失为：
e W N
f v t =⋅∆损
从宏观角度看，力F 对导线做功，而导线的速度不变，即导线的动能不变，所以力F 的功完全转化为焦耳热。

∆t 时间内，力F 做功：
W Fv t =∆
又因为：
=W W 损
即：
e Fv t N
f v t ∆=⋅∆
当导线MN 做匀速运动时外力等于安培力，即：
F F BIL ==安
联立以上各式可解得：
f Bev =
(3)据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为：
22B
E r k r t
ππ∆=
⨯=∆ 加速一周感生电场对电子所做的功：
2W eE ke r π==
设非静电力为F ，电子运动一周，非静电力做功为：
2W FS F r π==⋅非
根据电动势的定义：
W E e
=非
联立解得：
2
kre
F =
答：(1) 电动势1E 的表达式1E W q
=
； (2)a.在金属棒产生电势的过程中，外力充当非静电力；这个非静电力产生的电动势
2E BLv =；
b . 导线MN 中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f Bev =； (3)电子在圆形轨道中加速一周的过程中，感生电场对电子所做功2W ke r π=，电子所受非静电力2
kre
F =。

9．如图甲所示，一正方形线框边长为L ＝0．3m ，匝数为n ＝10匝，放置在匀强磁场中，ab 边与磁场边界MN 重叠，线框内阻为r=2Ω，与R ＝10Ω的外电阻形成一闭合回路。

若以垂直纸面向里为磁场的正方向，匀强磁场的磁感应强度B 随时间t 按如图乙所示规律周期性变化（图中只画出两个周期）求从t=0时刻开始经过3分钟电阻产生的热量。

【答案】324J 【解析】 【详解】
在0~0.1s 内：210.4
100.37.20.05E n
V V t ∆Φ==⨯⨯=∆；110.6E I A R r
==+ 在0.1~0.3s 内: 220.4
100.3 3.60.1E n
V V t ∆Φ==⨯⨯=∆；220.3E I A R r
==+ 在0~0.3内发热量为22
11220.54Q I Rt I Rt J =+=
3min 总热量为180
0.543240.3
Q J J =
⨯=总
10．如图所示，圆形金属线圈半径r ＝0.3m ，匝数n ＝50，电阻R 0＝19，竖直放置在匀强磁场中；磁场的磁感应强度大小随时间t 按B ＝（1+
2
π
t ）T 的规律变化，磁场方向水平向里与线圈平面垂直：两个定值电阻的阻值分别为R 1＝69Ω，R 2＝12Ω，水平平行板电容器C 极板长L ＝0.1m ，两板间距d ＝0.05m
（1）求线圈中产生的感应电动势E ；
（2）当滑动变阻器接入电路中的阻值R ＝1Ω时，求电阻R 1消耗的电功率； （3）调节滑动变阻器，可使速度为v ＝3×102m/s 、比荷为
q
m
＝3×104Ckg 的带电粒子（重力忽略不计）紧贴电容器C 上极板从左侧水平射入电容器后，刚好能从下极板的右边缘射出，求此时滑动变阻器接入电路的阻值。

【答案】(1)9V ；(2)6W ；(3)19Ω 【解析】 【详解】
（1）由法拉第电磁感应定律有：E ＝nS B t
∆∆ 线圈面积为：S ＝πr 2 代入数据得：E ＝9V
（2）当R ＝1Ω时，由闭合电路的欧姆定律得：E ＝I （R 0+R+12
12
R R R R +） 流过电阻R 1的电流为：2
112
R I I R R =
+
R 1消耗的电功率为：P ＝I 12R 1 代入数据可求得：P 1＝6W
（3）由楞次定律可知电容器下极板带正电，且电容器的电压等于R 2两端电压，带电粒子 在两极板间做类平抛运动，所以有： x ＝vt y ＝
12
at 2 由牛顿第二定律有：
2
R qU ma d
= 由电路规律有：E ＝U R2+I （R x +R 0）
联立以上方程可得此时滑动变阻器接入电路的阻值为：R ＝19Ω
11．麦克斯韦的电磁场理论告诉我们：变化的磁场产生感生电场，该感生电场是涡旋电场；变化的电场也可以产生感生磁场，该感生磁场是涡旋磁场．
（1）如图所示，在半径为r 的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B =kt （k >0且为常量）．将一半径也为r 的细金属圆环（图中未画出）与虚线边界同心放置．
①求金属圆环内产生的感生电动势ε的大小．
②变化的磁场产生的涡旋电场存在于磁场内外的广阔空间中，在与磁场垂直的平面内其电场线是一系列同心圆，如图中的实线所示，圆心与磁场区域的中心重合．在同一圆周上，涡旋电场的电场强度大小处处相等．使得金属圆环内产生感生电动势的非静电力是涡旋电场对自由电荷的作用力，这个力称为涡旋电场力，其与电场强度的关系和静电力与电场强度的关系相同．请推导金属圆环位置的涡旋电场的场强大小E 感．
（2）如图所示，在半径为r 的虚线边界内有一垂直于纸面向里的匀强电场，电场强度大小随时间的变化关系为E =ρt （ρ>0且为常量）．
①我们把穿过某个面的磁感线条数称为穿过此面的磁通量，同样地，我们可以把穿过某个面的电场线条数称为穿过此面的电通量．电场强度发生变化时，对应面积内的电通量也会发生变化，该变化的电场必然会产生磁场．小明同学猜想求解该磁场的磁感应强度B 感的方法可以类比（1）中求解E 感的方法．若小明同学的猜想成立，请推导B 感在距离电场中心为a （a <r ）处的表达式，并求出在距离电场中心
2
r
和2r 处的磁感应强度的比值B 感1：B 感2
．
②小红同学对上问通过类比得到的B 感的表达式提出质疑，请你用学过的知识判断B 感的表达式是否正确，并给出合理的理由． 【答案】（1）①2k r π ②kr
2
；（2）①1:1②不正确. 【解析】 【分析】
（1）①根据法拉第电磁感应定律求解金属圆环内产生的感生电动势ε的大小．②在金属圆环内，求解非静电力对带电量为-q 的自由电荷所做的功，求解电动势，从而求解感应电场强度；（2）①类比（1）中求解E 感的过程求解 两处的磁感应强度的比值；②通过量纲分析表达式的正误. 【详解】
（1）①根据法拉第电磁感应定律得
()2B S B
S k r t t t
επ∆⋅∆Φ∆=
===∆∆∆ ②在金属圆环内，非静电力对带电量为-q 的自由电荷所做的功W 非=qE 感·2πr 根据电动势的定义W q
非ε=
解得感生电场的场强大小22
kr
E r t π∆Φ=
=∆感 （2）①类比（1）中求解E 感的过程，在半径为R 处的磁感应强度为2e
B R t
π∆Φ=
∆感 在R=a 时，2
e E a πΦ=，解得2
a
B ρ=
感
在R=2r 时， 2
12e r E π⎛⎫Φ= ⎪⎝⎭
，解得14r B ρ=感 将R=2r 时， 2
2e E r πΦ=，解得24
r
B ρ=
感
所以
121
1
B B =感感 ② 上问中通过类比得到的B 感的表达式不正确；
因为通过量纲分析我们知道：用基本物理量的国际单位表示2e
B R t
π∆Φ=
∆感的导出单位为
2
4
kg m A s
⋅⋅ ；又因为F B IL =，用基本物理量的国际单位表示F B IL =的导出单位为2kg
A s ⋅．可见，通过类比得到的
B 感的单位是不正确的，所以2e B R t
π∆Φ=
∆感的表达式不正确． 【点睛】
考查电磁学综合运用的内容，掌握法拉第电磁感应定律、电场强度和磁感应强度的应用，会用类比法解决问题以及用物理量的量纲判断表达式的正误．
12．如图所示，一电荷量q=3×10-5C 带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O 点．电键S 合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角α=37°．已知两板相距d=0.1m ，电源电动势=15V ，内阻r=0.5Ω，电阻R 1=3Ω，R 2=R 3= R 4=8Ω．g 取10m/s 2，已知
，
．求：
（1）电源的输出功率； （2）两板间的电场强度的大小； （3）带电小球的质量．
【答案】（1）28W （2）140V/m （3）4
5.610kg ⨯－
【解析】
(1)R 外=7.0Ω R 总=7.5Ω I="15/7.5=2A " 2’ P 出=I2R 外=22×7.="28w " 2’ (2) U 外=IR=2×7="14V " 2’ E="U/d =14/0.1=140V/m " 2’ (3) Eq="mgtg37° " 2’
m=Eq/gtg37°=（140×3×10-5）/（10×0.75）=5.6×10-4kg
13．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距L ，导轨平面与水平面夹角为α，导轨电阻不计，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长为L 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m 、电阻为R.两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中R 2为一电阻箱，已知灯泡的电阻R L ＝4R ，定值电阻R 1＝2R ，调节电阻箱使R 2＝12R ，重力加速度为g ，闭合开关S ，现将金属棒由静止释放，求：
(1)金属棒下滑的最大速度v m ；
(2)当金属棒下滑距离为s 0时速度恰好达到最大，则金属棒由静止下滑2s 0的过程中，整个电路产生的电热；
(3)改变电阻箱R 2的值，当R 2为何值时，金属棒达到匀速下滑时R 2消耗的功率最大．
【答案】(1)226sin m mgR v B L α= (2)3222044
18sin 2sin m g R Q mgs B L
α
α=- (3) 24R R =时，R 2消耗的功率最大． 【解析】
试题分析：（1）当金属棒匀速下滑时速度最大，达到最大时有 mgsina ＝F 安① F 安＝BIL② I ＝
③
其中 R 总＝6R④
联立①～④式得金属棒下滑的最大速度⑤
（2）由动能定理W G －W 安＝mv m 2⑥ 由于W G =2mgs 0sinαW 安= Q 解得Q ＝2mgs 0sinα－mv m 2 将⑤代入上式可得
也可用能量转化和守恒求解：
再将⑤式代入上式得
（3）因金属棒匀速下滑 故mgsinα = BIL⑦
P 2=I 22R 2 ⑧
联立得
即
当，即
时，R 2消耗的功率最大．
考点：导体切割磁感线时的感应电动势、闭合电路欧姆定律、电磁感应中的能量转化． 【名师点睛】略．
14．如图所示，水平面内固定的三条光滑平行金属导轨a 、b 、c ，相距均为d=2m ，导轨ac 间横跨一质量为m=1kg 的金属棒MN ，棒与导轨始终良好接触．棒的总电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计．在导轨bc 间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac 间接一理想电压表．整个装置放在磁感应强度B=2T 匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．现对棒MN 施加一水平向右的拉力F ，使棒从静止开始运动，已知施加的水平外力功率恒定，经过t=2s 时间棒的速度达到υ=3m/s 且以后稳定．试求：
（1）金属棒速度稳定时施加的水平恒力F 为多大? （2）水平外力F 的功率为多少?
（3）在此t=2s 时间内金属棒产生的热量是多少? 【答案】（1）16N （2）48W （3）30．5J 【解析】
试题分析：（1）金属棒速度达到稳定，有：0=-安F F 而BId F =安，2
/r R υ
Bd I +=
联立得：F=16N （2）υF P ==48W
（3）设小灯泡和金属棒产生的热量分别为1Q 、2Q ，根据焦耳定律得知：
22
/21==r R Q Q 由功能关系得：Pt=1Q +2Q +22
1
υm
代入数据得：2Q =30．5J
考点：法拉第电磁感应定律；焦耳定律；功能关系
15．如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为L ，导轨平面与水平面夹角θ=30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B=2T 的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L=0.5m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab 的质量m=1kg 、电阻r=1Ω．两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻R L =4Ω，定值电阻R 1=2Ω，电阻箱电阻R 2=12Ω，重力加速度为g=10m/s 2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距离为s 0=50m 时速度恰达到最大，试求： （1）金属棒下滑的最大速度v m ；
（2）金属棒由静止开始下滑2s 0的过程中整个电路产生的电热Q ．
【答案】（1）30m/s （2）50J 【解析】
解：（1）由题意知，金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为v m ，则有：mgsinθ=F 安 又 F 安=BIL ，即得 mgsinθ=BIL…① ab 棒产生的感应电动势为 E=BLv m …② 通过ab 的感应电流为 I=…③ 回路的总电阻为 R=r+R 1+
…④
联解代入数据得：v m =30m/s…⑤ （2）由能量守恒定律有：mg•2s 0sinθ=Q+…⑥
联解代入数据得：Q=50J…⑦
答：（1）金属棒下滑的最大速度v m 是30m/s ．
（2）金属棒由静止开始下滑2s 0的过程中整个电路产生的电热Q 是50J ．
【点评】本题对综合应用电路知识、电磁感应知识和数学知识的能力要求较高，但是常规题，要得全分．。