Question

【題目】如圖所示，電阻r=0.1Ω的導(dǎo)體棒ab在外力作用下沿光滑平行導(dǎo)軌以速度v=5m/s向右做勻速運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的左端c、d間接有定值電阻R=0.4Ω，導(dǎo)軌間距L=0.4m，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面。求：

（1）判斷a、b兩點(diǎn)電流方向及電勢的高低；

（2）通過R的電流大小；

（3）外力做功的功率.

Answer 1

【答案】（1）a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)的電勢．（2）0.4A（3）0.08W

【解析】

（1）由右手定則判斷ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，即可確定a、b哪一端相當(dāng)于電源的正極，從而判斷電勢的高低．

（2）ab切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢由公式E=BLv，再運(yùn)用歐姆定律求出回路中的感應(yīng)電流大小；

（2）使導(dǎo)體ab向右勻速運(yùn)動(dòng)所需水平拉力必須與安培力平衡，根據(jù)安培力公式公式F=BIL求解出安培力大小，由平衡條件得到外力大小，由P=Fv救出外力的功率．或根據(jù)外力的功率等于電路中的電功率求解．

（1）由右手定則判斷可知，ab中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向b→a，a端相當(dāng)于電源的正極，則a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)的電勢．
（2）通過R的電流方向d→c．電流大小為：

（3）根據(jù)功能關(guān)系可知：棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，外力的功率等于電路中的電功率，則有：

P=I2（R+r）=0.42×（0.4+0.1）W=0.08W