Question

【題目】在磁感強度B=5T的勻強磁場中，水平放置兩根間距d=0.2m的平行光滑直導軌，一端接有電阻R=9Ω，以及電鍵S和理想電壓表．垂直導軌擱置一根電阻r=1Ω的金屬棒ab，棒與導軌良好接觸．現用外力使金屬棒以速度v=10m/s勻速向右移動．試求：
（1）電鍵S閉合前、后電壓表的示數；
（2）閉合電鍵S，外力移動棒的機械功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：金屬棒做勻速直線運動，產生的感應電動勢E=Bdv=5×0.2×10V=10V，

電鍵閉合前，電壓表的示數等于電動勢，即U=E=10V，

電鍵閉合后，電壓表示數等于電阻R兩端的電壓，即

答：電鍵S閉合前、后電壓表的示數為10V、9V

（2）解：閉合電鍵后，電流I= ，

外力F=FA=BId=5×1×0.2N=1N，

則外力的機械功率P=Fv=1×10W=10W

答：閉合電鍵S，外力移動棒的機械功率為10W

【解析】（1）根據切割產生的感應電動勢公式求出金屬棒產生的電動勢，結合閉合電路歐姆定律求出電鍵S閉合前后電壓表的示數．（2）根據閉合電路歐姆定律求出電流的大小，抓住拉力等于安培力求出拉力的大小，結合P=Fv求出外力移動棒的機械功率．
【考點精析】本題主要考查了電磁感應與電路的相關知識點，需要掌握用法拉第電磁感應定律和楞次定律確定感應電動勢的大小和方向；畫等效電路；運用全電路歐姆定律，串并聯電路性質，電功率等公式聯立求解才能正確解答此題．