Question

如圖所示，在磁感應強度為0.4T的勻強磁場中，讓長為0.5m、電阻為0.1Ω的導體棒ab在金屬框上以10m/s的速度向右勻速滑動，電阻R₁=6Ω，R₂=4Ω，其他導線上的電阻可忽略不計．

（1）判斷ab棒中的電流大小與方向；

（2）為使ab棒勻速運動，外力的機械功率；

（3）ab兩端的電壓．

Answer 1

考點：  導體切割磁感線時的感應電動勢；電功、電功率；楞次定律．

專題：  電磁感應與電路結合．

分析：  （1）根據(jù)右手定則判斷ab棒上的電流方向，根據(jù)E=BLv求出感應電動勢，再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應電流的大小．

（2）ab棒做勻速運動，外力等于安培力，所以外力的功率等于安培力的功率．

（3）根據(jù)部分電路的歐姆定律即可求出ab之間的電壓．

解答：  解：（1）由右手定則可以判定知，ab棒中的電流方向為b→a．

ab棒產生的感應電動勢為 E=BLv=0.4×0.5×10V=2 V

電路的總電阻 R_總=+r=+0.1=2.5Ω

ab棒中的電流大小 I==0.8 A

（2）由于ab棒勻速運動，外力等于安培力，所以外力的功率等于安培力的功率，P=Fv=BILv=1.6 W

（3）ab兩端的電壓U_ab=IR_并=I=0.8×V=1.92 V

答：

（1）ab棒中的電流大小為0.8A，方向為b→a．

（2）為使ab棒勻速運動，外力的機械功率是1.6W；

（3）ab兩端的電壓是1.92V．

點評：  本題是電磁感應與電學的綜合，解題的關鍵掌握切割感應電動勢公式，運用閉合電路歐姆定律和部分電路的歐姆定律即可進行求解．