Question

20．如图所示，与导线框等宽、阻值是0.1Ω的导体棒ab沿着水平放置的光滑导线框向右做匀速运动，线框中接有电阻R=0.5Ω，线框放在磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，线框的宽度L=0.5m，运动的速度V=12m/s，线框的电阻不计．求：
（1）导体棒ab产生的电动势；
（2）流过电阻R的电流强度；
（3）外力推动ab棒的功率．

Answer 1

分析 （1）根据E=BLv求出感应电动势．
（2）由欧姆定律得出电流强度．
（3）由公式F=BIL求解安培力的大小，由左手定则判断安培力的方向．再根据平衡条件分析外力的大小．由P=Fv求解外力推动ab棒的功率．

解答 解：（1）电路abcd中ab棒切割磁感线，产生感应电动势，感应电动势为：E=BLv=0.8×0.5×12V=4.8V
（2）流过电阻R的感应电流为：I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{4.8}{0.5+0.1}$A=8A
（3）因为导体杆匀速运动，ab杆所受的安培力与外力平衡，则根据平衡条件得：
外力为 F=F_A=BIL=0.8×8×0.5N=3.2N
外力推动ab棒的功率为 P=Fv=3.2×12W=38.4W
答：
（1）导体棒ab产生的电动势是4.8V；
（2）流过电阻R的电流强度是8A；
（3）外力推动ab棒的功率是38.4W．

点评 解答本题的关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式F=BIL等电磁感应中常用的规律，并能熟练应用．