Question

如圖所示，在一個(gè)光滑金屬框架上垂直放置一根長(zhǎng)l=0.4m的金屬棒ab，其電阻r=0.1Ω．框架左端的電阻R=0.4Ω．垂直框面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=0.1T．當(dāng)用外力使棒ab以速度v=5m/s右移時(shí)，ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε=

 

，通過(guò)ab棒的電流I=

 

．a(chǎn)b棒兩端的電勢(shì)差U_ab=

 

，在電阻R上消耗的功率P_R

 

，在ab棒上消耗的發(fā)熱功率P_R=

 

，切割運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的電功率P=

 

．

Answer 1

分析：棒向右運(yùn)動(dòng)垂直切割磁感線(xiàn)，根據(jù)公式E=BLv求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ε，根據(jù)歐姆定律求解通過(guò)ab棒的電流I．a(chǎn)b棒兩端的電勢(shì)差等于R兩端的電壓，由歐姆定律求解；電阻R上消耗的功率P_R=I²R；ab棒上消耗的發(fā)熱功率P_r=I²r；切割運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的電功率P=P_R+P_r．

解答：解；ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ε=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
通過(guò)ab棒的電流 I=

?

R+r

=

0.2

0.4+0.1

A=0.4A
ab棒兩端的電勢(shì)差 U_ab=IR=0.4×0.4V=0.16V
電阻R上消耗的功率 P_R=I²R=0.16²×0.4W≈0.01W；
ab棒上消耗的發(fā)熱功率 P_r=I²r=0.16²×0.1W≈0.002W；
故切割運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的電功率P=P_R+P_r=0.012W
故答案為：0.2V，0.4A，0.16V，0.01W，0.002W，0.012W．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵要掌握感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式E=BLv、歐姆定律、功率公式等等電磁感應(yīng)基本知識(shí)，即可正確解題．求ab間電勢(shì)差時(shí)要注意，金屬棒是電源，ab間電勢(shì)差是路端電壓，不是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，也不是內(nèi)電壓．