题目内容
11.设匀强磁场的磁感应强度B=0.1特,导体ab的长度L=40厘米,向右匀速运动的速度V=5.0米/秒,框架的电阻不计,导体ab的电阻R=0.5欧.试求:(1)感应电动势和感应电流的大小和方向
(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力
(3)外力做功的功率
(4)感应电流的功率.
分析 (1)金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势,由公式E=BLv求出感应电动势,由欧姆定律求得电路中电流,并根据右手定则判定感应电流的方向.
(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力与ab棒所受的安培力平衡,由F=BIL求解.
(3)由公式P=Fv求外力做功的功率.
(4)ab棒匀速运动时感应电流的功率等于外力做功的功率.
解答 解:(1)金属棒ab切割磁感线产生的感应电动势为:
E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
电路中的电流为:I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.2}{0.5}$=0.4A
根据右手定则可得:磁场的方向垂直纸面向里,运动方向向右,所以ab棒中感应电流的方向由b到a.
(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力与ab棒所受的安培力平衡,为:
F=BIL=0.1×0.4×0.4=0.016N
(3)外力做功的功率为:
P外=Fv=0.016×5=0.08W
(4)根据功能关系知,ab棒匀速运动时感应电流的功率等于外力做功的功率,为0.08W.
答:(1)感应电动势为0.2V,感应电流的大小是0.4A,ab棒中感应电流的方向由b到a.
(2)使导体ab向右匀速运动所需的外力是0.016N.
(3)外力做功的功率是0.08W.
(4)感应电流的功率是0.08W.
点评 本题考查了求感应电动势、判断感应电流方向、求电功率,应用E=BLv、欧姆定律、电功率公式、右手定则即可正确解题.
练习册系列答案
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