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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，电阻r=0.1Ω的导体棒ab沿光滑导体框向右做匀速运动，线框接有电阻R=0.4Ω．线框放在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面．导体棒ab的长度L=0.2m，运动速度v=5m/s，线框电阻不计．试求：
    （1）导体棒产生的感应电动势E和回路的电流I．
    （2）导体棒ab上消耗的电功率和R上消耗的电功率．
    （3）维持导体棒匀速运动所需要的外力F以及外力的功率P．
    分析：（1）导体棒在恒力作用下切割磁感线产生感应电动势，从而产生感应电流．由导体棒切割磁感线产生电动势的公式求得电动势，再由闭合电路殴姆定律即可求出回路中的电流；
    （2）根据电功率的公式：P=I2R即可求得；
    （3）导体棒匀速运动，它受到的外力等于安培力的大小，外力的功率可以使用公式：P=Fv求得．
    解答：解：（1）导体棒切割磁感线产生的电动势为：
    E=BLv=0.1×0.2×5V=0.1V 
    由闭合电路的殴姆定律：
    I=
    E
    R+r
    =
    0.1
    0.4+0.1
    A=0.2    A
    （2）导体棒ab相当于电源，消耗的电功率为：
    P内=I2r=0.22×0.1W═0.004W
    R上消耗的电功率为：
    PR=I2R=0.22×0.4W=0.016W
    （3）根据右手定则得电路abcd中的电流方向是b指向a，根据左手定则得ab所受的安培力方向：向左．
    安培力大小为：
    F安=BIL=0.1×0.2×0.2N=0.0004N           
    导线框向右做匀速运动，根据平衡条件得外力为：
    F=F安=0.0004N  
    外力做功的功率为：
    P=Fv=0.004×5W=0.02W
    答：（1）导体棒产生的感应电动势为01V，回路的电流为0.2A；
    （2）导体棒ab上消耗的电功率为0.0004W，R上消耗的电功率为0.016W；
    （3）维持导体棒匀速运动所需要的外力F是0.0004N，外力的功率P为0.02W．
    点评：导体杆在运动过程中，安培力随着速度增加而变大，当匀速时正好处于平衡状态．由法拉第电磁感应定律与闭合电路殴姆定律可求出求解．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，电阻r=0.1Ω的导体棒ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框左端接有电阻R=0.4Ω，线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框所在平面，导体棒ab的长度L=0.4m，运动速度v=5.0m/s．线框的电阻不计．
    （1）电源的电动势（即产生的感应电动势）为多少？电路abcd中的电流为多少？
    （2）求导体ab所受的安培力的大小，并判断其方向．
    （3）外力做功的功率是多少？
    （4）电源的功率为多少？电源内部消耗的功率是多少？外部电阻R消耗的功率是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，电阻R=0.1Ω的导体ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体ab的长度L=0.4m，运动速度v=5.0m/s．线框的电阻不计．
    （1）电源的电动势（即产生的感应电动势）为多少？电路abcd中的电流为多少？
    （2）求导体ab所受的安培力的大小，并判断其方向．
    （3）外力做功的功率是多少？
    （4）电源的功率为多少？其中电源内部消耗的功率是多少？外部电阻消耗的功率又是多少？
    （5）其实这道题讲的就是发电机的原理．试从能量的角度分析一下，看发电机的能量是怎样转化的．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，电阻r=0.5Ω的导体棒ab沿光滑的水平导线框向右做匀速运动，线框宽L=0.5m，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1.0T，线框接有电阻R=2.5Ω，线框电阻不计，当ab棒的运动速度v=3.0m/s时，ab棒产生的感应电动势为
     
    V，通过R的电流为
     
    A，方向为
     
    （填“c→d”或“d→c”）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网固定于水平绝缘平面上的光滑平行金属导轨，间距L=0.4m，c、d间接一阻值为R=0.4Ω的定值电阻，垂直于导轨平面有磁感应强度B=0.1T的匀强磁场，俯视图如图所示，电阻r=0.1Ω、长为0.4m的金属棒ab与导轨接触良好，现金属棒ab在水平外力作用下以v=5m/s的速度沿导轨向右匀速运动，其余电阻不计，求：
    （1）导体ab两端的电势差；
    （2）使导体ab向右匀速运动所需水平拉力的大小．

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