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...
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问题详情:
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.
【回答】
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Uab=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.
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:计算题