Question

20．如圖所示，與導(dǎo)線框等寬、阻值是0.1Ω的導(dǎo)體棒ab沿著水平放置的光滑導(dǎo)線框向右做勻速運(yùn)動(dòng)，線框中接有電阻R=0.5Ω，線框放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線框平面，線框的寬度L=0.5m，運(yùn)動(dòng)的速度V=12m/s，線框的電阻不計(jì)．求：
（1）導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢；
（2）流過電阻R的電流強(qiáng)度；
（3）外力推動(dòng)ab棒的功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢．
（2）由歐姆定律得出電流強(qiáng)度．
（3）由公式F=BIL求解安培力的大小，由左手定則判斷安培力的方向．再根據(jù)平衡條件分析外力的大小．由P=Fv求解外力推動(dòng)ab棒的功率．

解答 解：（1）電路abcd中ab棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=BLv=0.8×0.5×12V=4.8V
（2）流過電阻R的感應(yīng)電流為：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{4.8}{0.5+0.1}$A=8A
（3）因?yàn)閷?dǎo)體桿勻速運(yùn)動(dòng)，ab桿所受的安培力與外力平衡，則根據(jù)平衡條件得：
外力為 F=F_A=BIL=0.8×8×0.5N=3.2N
外力推動(dòng)ab棒的功率為 P=Fv=3.2×12W=38.4W
答：
（1）導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的電動(dòng)勢是4.8V；
（2）流過電阻R的電流強(qiáng)度是8A；
（3）外力推動(dòng)ab棒的功率是38.4W．

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵要掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律、安培力公式F=BIL等電磁感應(yīng)中常用的規(guī)律，并能熟練應(yīng)用．