Question

如图所示，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，让长为0.5m、电阻为0.1Ω的导体棒ab在金属框上以10m/s的速度向右匀速滑动，电阻R₁=6Ω，R₂=4Ω，其他导线上的电阻可忽略不计．

（1）判断ab棒中的电流大小与方向；

（2）为使ab棒匀速运动，外力的机械功率；

（3）ab两端的电压．

Answer 1

考点：  导体切割磁感线时的感应电动势；电功、电功率；楞次定律．

专题：  电磁感应与电路结合．

分析：  （1）根据右手定则判断ab棒上的电流方向，根据E=BLv求出感应电动势，再根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小．

（2）ab棒做匀速运动，外力等于安培力，所以外力的功率等于安培力的功率．

（3）根据部分电路的欧姆定律即可求出ab之间的电压．

解答：  解：（1）由右手定则可以判定知，ab棒中的电流方向为b→a．

ab棒产生的感应电动势为 E=BLv=0.4×0.5×10V=2 V

电路的总电阻 R_总=+r=+0.1=2.5Ω

ab棒中的电流大小 I==0.8 A

（2）由于ab棒匀速运动，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两端的电压U_ab=IR_并=I=0.8×V=1.92 V

答：

（1）ab棒中的电流大小为0.8A，方向为b→a．

（2）为使ab棒匀速运动，外力的机械功率是1.6W；

（3）ab两端的电压是1.92V．

点评：  本题是电磁感应与电学的综合，解题的关键掌握切割感应电动势公式，运用闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律即可进行求解．