問題詳情:
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.
【回答】
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)根據右手定則判斷ab棒上的電流方向,根據E=BLv求出感應電動勢,再根據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,外力等於安培力,所以外力的功率等於安培力的功率.
(3)根據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)由於ab棒勻速運動,外力等於安培力,所以外力的功率等於安培力的功率,P=Fv=BILv=1.6 W
(3)ab兩端的電壓Uab=IR並=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.
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:計算題