Question

如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距為0.6m，導(dǎo)軌間接有電阻R=2.5Ω，有一導(dǎo)體棒AB在導(dǎo)軌上以10m/s的速度向右勻速滑動(dòng)，導(dǎo)體棒AB的電阻r=0.5Ω，其余電阻不計(jì)．求：
（1）導(dǎo)體棒AB兩端電壓．
（2）導(dǎo)體棒AB受到的安培力大小．
（3）電阻R消耗的電功率．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由閉合電路歐姆定律求出電流的大小，由歐姆定律求出AB兩端的電壓．
（2）導(dǎo)體AB受到的安培力F=BIL．
（3）由公式P=I²R求出R消耗的功率．

解答：解：AB切割磁感線相當(dāng)于電源，其等效電路的電動(dòng)勢(shì)為：
E=BLv=0.2×0.6×10 V=1.2V
（1）流過(guò)AB的電流為：I_AB=

E

R+r

=

1.2

2.5+0.5

A=0.4A
AB兩端的電壓為：U=E-Ir=1.2-0.4×0.5=1.0V
（2）導(dǎo)體AB受到的安培力為：
F=BIL=0.2×0.4×0.5N=0.048N
（3）電阻R₁消耗的功率為：
P₁=I²R=0.4²×2.5W=0.4W
答：（1）導(dǎo)體棒AB兩端電壓是1V．
（2）導(dǎo)體棒AB受到的安培力大小是0.048N．
（3）電阻R消耗的電功率是0.4W．

點(diǎn)評(píng)：本題是電磁感應(yīng)與電路的簡(jiǎn)單綜合，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力公式等等規(guī)律是關(guān)鍵．