Question

【题目】在磁感强度B=5T的匀强磁场中，水平放置两根间距d=0.2m的平行光滑直导轨，一端接有电阻R=9Ω，以及电键S和理想电压表．垂直导轨搁置一根电阻r=1Ω的金属棒ab，棒与导轨良好接触．现用外力使金属棒以速度v=10m/s匀速向右移动．试求：
（1）电键S闭合前、后电压表的示数；
（2）闭合电键S，外力移动棒的机械功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：金属棒做匀速直线运动，产生的感应电动势E=Bdv=5×0.2×10V=10V，

电键闭合前，电压表的示数等于电动势，即U=E=10V，

电键闭合后，电压表示数等于电阻R两端的电压，即

答：电键S闭合前、后电压表的示数为10V、9V

（2）解：闭合电键后，电流I= ，

外力F=FA=BId=5×1×0.2N=1N，

则外力的机械功率P=Fv=1×10W=10W

答：闭合电键S，外力移动棒的机械功率为10W

【解析】（1）根据切割产生的感应电动势公式求出金属棒产生的电动势，结合闭合电路欧姆定律求出电键S闭合前后电压表的示数．（2）根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小，抓住拉力等于安培力求出拉力的大小，结合P=Fv求出外力移动棒的机械功率．
【考点精析】本题主要考查了电磁感应与电路的相关知识点，需要掌握用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向；画等效电路；运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解才能正确解答此题．